碳纳米管负载的Cu?P作为高效低成本助催化剂用于无半导体光催化制氢

摘要： 开发一种廉价且高效的非贵金属制氢助催化剂以替代贵金属Pt，仍是可持续光催化产氢领域的一大挑战。本研究通过直接高温磷化Cu(OH)?-CNT，探索出一种高效的二元非贵金属Cu?P-CNT产氢助催化剂。值得注意的是，结合非贵金属Cu?P与碳纳米管(CNT)的优势，这种二元Cu?P-CNT助催化剂在含伊红Y(EY)的无半导体光催化体系中展现出高效光催化产氢性能。在EY-Cu?P-CNT体系中，可见光下最大产氢速率达17.22 mmol·g?1·h?1，在500 nm波长处的最高表观量子效率(AQE)可达10.23%。更重要的是，我们发现通过简单添加导电CNT，可同时促进伊红Y中光生电子-空穴对的分离、电子从EY向Cu?P活性边缘位点的转移效率以及Cu?P的电催化产氢活性，从而显著提升光催化产氢性能。该工作为利用高活性过渡金属磷化物(TMPs)和廉价碳纳米材料设计高效无半导体光催化质子还原体系提供了简便策略。