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Spherical nanoflower-like bimetallic (Mo,Ni)(S,O)3- sulfo-oxide catalysts for efficient hydrogen evolution under visible light

光催化 纳米花 材料科学 氧化物 催化作用 分解水 双金属片 硫化物 空位缺陷 氧气 氧化还原 光催化分解水 无机化学 光化学 化学 纳米技术 结晶学 纳米结构 冶金 有机化学 生物化学
作者
Xiaoyun Chen,Huizhi Sun,Dong‐Hau Kuo,Adugna Boke Abdeta,Osman Ahmed Zelekew,Yuanbo Guo,Jubin Zhang,Zhanhui Yuan,Jinguo Lin
出处
期刊:Applied Catalysis B-environmental [Elsevier BV]
卷期号:287: 119992-119992 被引量:53
标识
DOI:10.1016/j.apcatb.2021.119992
摘要

Photocatalytic H2O splitting by sulfide-based materials is a great challenge, because of the poor resilience of such materials against hole oxidation. Although sulfide ion of catalyst negatively shifts the valence band-edge relative to its oxide ion, the instability of sulfide ions during H2O oxidation is a critical obstacle to simultaneous evolution of H2 and O2. Here, active, stable, and spherical nanoflower-like bimetal (Mo,Ni)(S,O)3-x sulfo-oxide catalysts with a band gap of ∼2.1 eV and different concentrations of oxygen vacancy defects were synthesized for H2O splitting. (Mo,Ni)(S,O)3-x of 25 mg with a suitable amount of oxygen vacancy defects could evolve 587.5 μmol/h H2 under visible-light irradiation. This work demonstrated an example of converting an oxidation photocatalyst into a reduction one. Microstructure analysis showed that surface oxygen vacancy defects and the multiple-valence charges in Ni and Mo not only promoted effective separation, interface transfer, and reactions of photo-carriers but also reduced the charge build-up to avoid photo-corrosion during photocatalytic water decomposition.
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