光吸收不足和载流子分离/转移效率低是阻碍发展高效光催化制氢的两个关键问题。

近日，西北工业大学李炫华教授报道了基于热扩散理论设计了具有Zn梯度分布的多壳ZnS/CoS₂二硫化物微球。

文章要点

1）通过调节升温速率和控制符合多壳层光催化剂的不同元素的扩散系数，可以调节Zn的分布。由于其独特的结构，多壳层微球从核心到外部形成了一个梯度能级，有效地促进了激子的分离和电子的转移。此外，多壳层ZnS/CoS₂光催化剂具有较强的光吸收能力和较大的比表面积。

2）结果表明，具有Zn梯度分布的多壳层ZnS/CoS₂微球具有显著的产氢速率，其产氢速率为8001 µmol g^-1 h^-1，是Zn分布均匀的普通多壳层ZnS/CoS₂微球的3.5倍，是非壳层ZnS和CoS₂混合微球的11.3倍

Bilin Wang, et al, Heat Diffusion-Induced Gradient Energy Level  in Multishell Bisulfides for Highly Efficient Photocatalytic Hydrogen Production, Adv. Energy Mater. 2020

DOI: 10.1002/aenm.202001575

https://doi.org/10.1002/aenm.202001575