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C3N4光催化剂通过负载Pt@Cr2O3/MnOx双活性位点显著提升水分解效率,H2产率提高56倍,电荷分离和腐蚀抑制机制协同增强稳定性和抑制副反应。

C3N4是一种对可见光具有响应性的成熟光催化剂,在整体水分解领域展现出巨大的潜力。然而,由于其严重的光腐蚀问题和光生电荷对的复合现象,C3N4光催化剂的效率和稳定性成为关键制约因素。在本研究中,研究人员在C3N4表面精确制备了由Pt@Cr2O3和MnOx组成的双活性位点共催化剂。所得到的Cr2O3/Pt/C3N4/MnOx复合光催化剂表现出显著提升的光催化稳定性。该复合材料的H2生成速率达到了4.38 μmol·h–1,大约是Pt/C3N4(0.078 μmol·h–1)的56倍。详细的机理研究表明,引入MnOx有助于促进电荷载流子的转移,加速新生成的过氧化物的分解,并显著提高C3N4的耐腐蚀性。同时,Cr2O3的有效存在抑制了氢气和氧气之间的逆反应,进一步提升了整体水分解效率。这项工作为设计和开发高效、稳定的基于C3N4的光催化剂以实现可持续的太阳能驱动水分解提供了新的见解。
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