Z型光催化系统，由半导体/半导体异质结构组成，模拟自然光合成大大提高了光催化活性。在这里，通过一锅水热法及随后的退火处理，在石墨烯片上生长CoS纳米半球，首次合成了独特的全固态Z型三元异质结构（CdS/Co₉S₈-RGO）。此外，还通过监测中间体探索和分析了它的生长机理。RGO凭借其出色的光子捕获能力和导电性，可以有效促进光生载流子的分离和转移。受益于有效的电荷转移和分离，CdS/Co₉S₈-RGO显示出较高的H₂释放速率（高达4.82 mmol h-1 g-1）和显著的稳定性（长达20 h的光催化反应）。研究者认为，此工作报道的通过简单合成工艺的设计理念融合多种结构界面和转移路径，对其他光催化剂的设计有一定的帮助。
 
Figure 1. CdS/Co₉S₈-RGO异质结构的生长示意图。
 

Figure 2. CdS/Co₉S₈-RGO的（A-C）FESEM和TEM图，（D）CdS/CoS-RGO和CdS/Co₉S₈-RGO的XRD图，（E，F）HRTEM图，（G）STEM和元素映射图。
 

Figure 3. 在180℃温度下不同反应时间收集的CdS/CoS-RGO（M_Cd：Co = 5：5）中间体的FESEM图。所有FESEM图的比例尺均为200 nm。
 

Figure 4. （A）UV/Vis光谱和（B）Kubelka-Munk曲线，（C-E）EIS曲线，PL光谱和瞬时光电流响应，（F）不同样品在可见光照射下H2随时间的产生量。
 
     该研究工作由潍坊医学院Shuangshuang Kai联合山东大学Shenglin Xiong研究团队于2020年发表在Inorganic Chemistry Frontiers期刊上。原文：Z-scheme CdS/Co₉S₈-RGO for Photocatalytic Hydrogen Production。

摘自《石墨烯杂志》公众号：