
在传统的催化系统中通常使用贵金属作为助催化剂,如Pt、Ru、Rh和Pd等,这极大的增加了催化系统的成本,因此限制了光催化系统的大规模商业化应用。MXene作为一种2011年首次报道的新型二维(2D)纳米结构材料家族,由于其具有优异的物理化学性能,目前正被广泛研究用于储能、光电材料、电磁干扰屏蔽、水净化和催化等领域。MXene是通过用HF或LiF/HCl等强酸溶液蚀刻MAX相中的A层(通常是Al或Si)制备的。MXene的一般公式为Mn+1XnTx (n = 1-3),其中M代表早期过渡金属元素,如Ti、V、Nb、Ta或Mo,X为C和/或N,Tx代表表面终止基团,如-O、-F和-OH。值得注意的是,使用Ti3C2Tx MXene作为助催化剂具有显著的优势,如良好的亲水性、优异的金属导电性、在水溶液中的稳定性好、成本低等。考虑到Ti3C2Tx的上述优良特性,它必将成为光催化析氢反应中非常有前途的助催化剂材料。
基于上述考虑,吉林大学王晓峰课题组及韩炜课题组采用了两种具有不同物理特性的Chl和BChl。将这些Chl和BChl沉积在非贵金属助催化剂Ti3C2Tx MXene上,使其形成不含贵金属的Chl-BChl-基有机异质结光催化剂来进行光催化分解水制氢。BChl@Chl@Ti3C2Tx光催化剂表现出远高于Chl@Ti3C2Tx光催化剂或BChl@Ti3C2Tx光催化剂的光催化性能。
Yuanlin Li, Tianfang Zheng, Yanxiang Liu, Prof. Georgiy G. Levchenko, Prof. Wei Han, Prof. Aleksey V. Pashchenko, Prof. Shin-ichi Sasaki, Prof. Hitoshi Tamiaki, Prof. Xiao-Feng Wang
Chemistry – A European Journal
DOI: 10.1002/chem.202201855