通過低成本和簡單的方法開發用于析氫反應（HER）的高效催化劑仍然是一個挑戰。在此，我們報道了一種無定形NiO/還原氧化石墨烯（A-NG）復合材料作為助催化劑，通過染料敏化增強光催化H
2生成。通過在250°C的低溫下煅燒NiCl
2/GO前體，可以容易地制備A-NG復合材料。詳細的表征表明，非晶態NiO呈現為高度分散在石墨烯片上的微小納米顆粒，并且在NiO/石墨烯界面處形成碳化鎳，這表明了鎳與石墨烯的缺陷碳之間的強烈相互作用。與晶態NiO/rGO（C-NG）相比，A-NG助催化劑顯示出顯著增強的染料敏化光催化HER活性，因為無定形NiO納米顆粒可以有效地吸附染料。結果，高度分散的非晶態NiO加速了光誘導電子從激發染料轉移到助催化劑，即NiO和rGO之間形成的非晶態碳化鎳。這項工作提供了一種低成本和簡單的方法來開發用于光催化H
2釋放的高效助催化劑。
圖1.（a）a-NG和C-NG復合材料的制備圖和（b）XRD圖譜。
圖2.a-NG和C-NG的（a）C1s、（b）Ni2p和（C）O1s的高分辨率XPS光譜。
圖3.（a）無圖像，（b）TEM圖像，（c–e）HRTEM圖像，和（f）a-NG的基本映射圖像。
圖4.（a）rGO、NiO、a-NG和C-NG復合材料的染料敏化光催化H
2釋放活性的比較。（b）EY濃度對析氫活性的影響，以及（c）入射光波長對EY–A-NG系統上AQY的影響。（d） EY–A-NG光催化制氫活性的時間過程。（a）的條件：10 mg催化劑，2.0×10–4 mol L–1 EY，7.7×10–2 mol L–2 TEOA，pH 11.0，Hg燈（λ≥ 420nm）照射2h；（b）：除EY濃度變化外，與（a）相同；（c） ：與（a）相同，但EY濃度為5.0×10-4 mol L–1；和（d）：除燈外，與（c）相同。
圖5.（a）熒光光譜和（b）在添加rGO、C-NG或a-NG復合物前后，在532nm的脈沖照射下，3EY*在580nm處的瞬態吸收衰減。條件：25.0μg mL
-1份樣品；1.0×10
-5 mol L
-1 EY，懸浮液用N2脫氣7分鐘。
圖6. （a）EY分子的電子向Ni物種的傳輸圖；（b） 非晶態NiO/rGO復合材料上染料敏化光催化析氫反應的可能機理。
相關研究成果由南昌大學Yuexiang Li等人2022年發表在Energy & Fuels (https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.2c03256)上。原文：Facile Synthesis of Amorphous NiO/Reduced Graphene Oxide as a Cocatalyst for Enhanced Dye-Sensitized Photocatalytic H2 Evolution。
轉自《石墨烯研究》公眾號
