石墨烯-硫化镉复合物可见光下高效分解水产氢

由于化石燃料本身的不可持续性，以及燃烧化石燃料释放的大量CO2产生的温室效应、环境污染等严重的全球性问题，将可再生的太阳能转化为清洁的化学能成为可持续发展的新能源获取途径之一，因此，光催化分解水制氢的研究成为各国科学家**************的热点。

石墨烯特殊的导电性能使其在光催化领域中有潜在的应用价值。国家纳米科学中心宫建茹研究组制备了石墨烯-硫化镉复合物，在可见光（≥420 nm）照射下进行了光催化分解水产氢的实验。结果表明，当石墨烯的含量为1.0 wt%时，产氢速率高达1.12 mmol·h-1，相应量子效率为22.5%（420 nm），相对于相同条件下制备得到的纯硫化镉颗粒提高了将近5倍。通过一系列性能测试，发现石墨烯的加入可增大硫化镉的比表面积，增加光催化反应的活性位，且将反应扩展到了石墨烯表面；更重要的是，石墨烯的导电性能可极大的减小硫化镉半导体表面上光生电子和空穴的复合率，延长光生载流子的寿命，从而提高产氢速率。该研究揭示了石墨烯基复合物在解决能源环境问题方面具有重要的应用价值。相关研究成果已发表在2011年的JACS (2011, 133 (28), pp 10878–10884)上。