用于高效产氢的低成本氮掺杂碳包覆Co₃W₃C@g-C₃N₄光催化剂的可持续合成

低成本的非贵金属光催化剂体系对于氢气的大规模可持续生产至关重要。本团队周训富博士等将新型助催化剂氮掺杂碳包覆的Co₃W₃C纳米晶(NC-Co₃W₃C)锚定在光催化剂g-C₃N₄的表面，形成的复合光催化剂(NC-Co₃W₃C@g-C₃N₄)具有高效的光催化产氢活性。在可见光照射下，NC-Co₃W₃C@g-C₃N₄复合光催化剂的产氢反应速率为1347 μmol h^-1 g^-1，是g-C₃N₄光催化剂的149.7倍。通过系统的实验和理论分析 (DFT计算)对其光催化机理进行了研究，结果表明，其光催化效率高可归因于助催化剂NC-Co₃W₃C的引入，增强了光吸收、加快了电荷分离、加速了析氢动力学过程。这项工作表明，构建高效的非贵金属光催化析氢催化剂在化学和经济上都是可行的绿色氢经济。相关研究发表在国际权威期刊Chemical Engineering Journal (DOI:10.1016/j.cej.2021.131208)。

NC-Co₃W₃C催化剂作用示意图