利用颗粒光催化剂从水中太阳能制氢被认为是最经济、最有效，同时对环境影响极小的制氢气途径。然而，目前颗粒光催化系统中水制氢的效率仍然很低。

近日，西北工业大学李炫华教授，美国特拉华大学Bingqing Wei报道了一种高效的两相光催化体系，该体系由集成的光热-光催化材料组成，利用烧焦的木质基质将液态水转化为水蒸气，同时在没有额外能量的情况下在光照下分解产生氢气。

文章要点

1）作为光催化反应的底物，研究人员从垂直于其生长方向的树木上切下一块木片，并通过简单的加热工艺对其表面进行碳化，以提高蒸汽的产生，太阳能到蒸汽的转化率高达46.90%。CoO纳米颗粒（NPs）作为一种典型的光催化剂，被旋涂在炭化木片上，从而构建了木质/光催化剂光热-光催化体系（木质/CoO体系）。

2）光热-光催化体系具有光热产生的水蒸气/光催化剂/氢的两相界面，大大降低了界面势垒，使氢气的输运阻力降低了近两个数量级。实验结果显示，木质/CoO颗粒光催化体系具有高达220.74 μmol h⁻¹ cm⁻²的制氢速率。此外，木质/CuS-MoS₂异质光催化剂的制氢速率达到了3271.49 μmol h⁻¹ cm⁻²。

这项工作突显了光热-光催化两相体系较高的成本效益和实际应用价值。

参考文献

Guo, S., Li, X., Li, J. et al. Boosting photocatalytic hydrogen production from water by photothermally induced biphase systems. Nat Commun 12, 1343 (2021).

DOI：10.1038/s41467-021-21526-4

https://doi.org/10.1038/s41467-021-21526-4