“能源危機”和“環境污染”是當今世界面臨的兩大難題，半導體材料可以利用太陽能驅動光催化分解水產氫，為潔凈的氫能源取代化石燃料提供了可能。然而，如何提高光催化產氫的效率和光催化劑的穩定性，是目前該領域面臨的關鍵問題。
近日，西安交通大學電氣學院新型儲能與能量轉換納米材料研究中心采用原子層沉積（ALD）的方法設計了一類新型的CdS@ZnO核殼結構催化劑（圖1），ALD可精確控制超薄ZnO殼層的厚度，調節CdS核對光的吸收，同時ALD成功實現了CdS與ZnO之間的緊密接觸（圖2），利于光生電子與空穴的快速遷移。該方法合成的CdS@ZnO/PdS在225 W的氙燈照射下產氫效率高達98.82 mmol/g/h，是此前報道的CdS-ZnO體系最高產氫效率的5.6倍（圖1）。此外，由于ZnO殼層可有效阻止CdS核的光腐蝕，該光催化劑呈現出優秀的光催化穩定性，表現出可觀的應用前景。該工作對于高效穩定產氫光催化劑的設計合成具有重要借鑒意義。
該研究成果發表在Nano Energy 雜志上，文章的第一作者為西安交通大學的博士生馬丹丹。該工作得到了國家自然科學基金委的資助。
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