近日,团队最新研究成果发表在知名期刊Journal of Colloid And Interface Science [2025, 678: 114-124](SCI1区)上,相关成果题目为“Dipole field as charge-transfer bridge between Cu atomic clusters/PtCu alloy nanocubes and nitrogen-rich C3N5for superior photocatalytic hydrogen evolution”。刘波教授和刘倩倩副教授为通讯作者,研究生杜兴为第一作者。
利用自发极化来控制电荷转移动力学是提高光催化性能的一种有效方法。本文通过光沉积和浸渍法构筑了一种新型Cu原子簇/PtCu合金纳米立方体修饰具有偶极场的富氮三唑基C3N5光催化剂(PtCu-C3N5)。偶极场驱动C3N5的自发极化作为电荷转移桥促进电子从C3N5向Cu原子簇/PtCu合金的定向迁移。通过Cu原子簇、PtCu合金和C3N5之间的协同效应,Pt2Cu3-C3N5在可见光下H2生成速率为4090.4 μmol g-1h-1,与纯C3N5(26.5 μmol g-1h-1)相比提高了约154.4倍,表观量子效率在320nm处高达25.33%,大大优于以往的大多数催化剂。通过各种表征和DFT计算,详细分析了定向电荷转移机理。这项工作提供了构建高效太阳能转换多金属光催化剂的新途径。
该工作的开展获得了国家自然科学青年基金项目(NO.22002102)等支持。
