镁好成果丨产氢提升至9倍、93%选择性！烟台大学鲍晓磊课题组光催化塑料“变废为宝”耦合产氢研究登ACB（IF=21.1）

喜讯！烟台大学环境与材料工程学院、能源与环境催化课题组鲍晓磊老师团队（第一作者：硕士生谢阳华）在光催化塑料重整耦合产氢领域取得重要突破，相关论文被国际顶级期刊《Applied Catalysis B: Environment and Energy》（影响因子21.1）高水平接收。

第一作者：谢阳华 硕士在读

通讯作者：鲍晓磊 讲师

发表期刊：Applied Catalysis B: Environment and Energy

影响因子(IF): 21.1

实验方向：光催化

发表单位：烟台大学环境与材料工程学院 能源与环境催化课题组

MC-SPB10

该研究通过Mo掺杂与硫空位协同改性策略，对ZnIn₂S₄基光催化剂进行精准调控，在可见光下实现了优异的催化性能：氢气产率达4.5 mmol g⁻¹h⁻¹，为原始ZnIn₂S₄的9倍；丙酮酸产率达3.8 mmol g⁻¹h⁻¹，为原始ZnIn₂S₄的12.7倍，选择性高达93%，并展现出良好的循环稳定性。

研究全程使用北京镁瑞臣科技有限公司MC-SPB10在线气体检测系统（小镁光催化系统） 作为核心测试设备，搭配循环冷却水系统精准控温（10℃），为实验数据的可靠性提供了坚实保障……

1、通过原子掺杂与空位工程相结合的策略，成功制备了MZIS-Sv材料。

2、该策略能够实现电子结构与表面化学性质的协同调控。

3、这种协同效应显著提升了反应的全过程效率。

4、MZIS-Sv在塑料重整耦合析氢反应中展现出优异的催化性能。

本文采用水热法制备催化剂，通过精确调控前驱体种类与用量，设计并合成了四类ZnIn₂S₄基光催化剂。具体而言，0.8mmol的二水合乙酸锌（Zn(CH₃COO)₂⋅2H₂O）和1.6mmol的四水合氯化铟（InCl₃⋅4H₂O）分散在30mL去离子水中，剧烈搅拌20min。随后加入3.2mmol的硫代乙酰胺（TAA），剧烈搅拌20min后将上述溶液转移至50 mL的反应釜中，在180℃下反应8h，制备得到原始ZnIn₂S₄（ZIS）。为引入硫空位，将TAA用量增至原始量的四倍（12.8mmol），合成了含硫空位的ZnIn₂S₄（ZIS-Sv），并制备了TAA用量二倍和六倍的对照样品。为实现协同改性，在上述引入硫空位（TAA四倍量）的合成体系中，额外加入6mg二水合钼酸钠（Na₂MoO₄⋅2H₂O），获得了同时具有Mo掺杂和S空位的ZnIn₂S₄（MZIS-Sv），并改变了钼酸钠添加量以优化掺杂浓度。作为对照，在不改变TAA用量的常规ZIS合成中加入6mg钼酸钠，合成了仅Mo掺杂的ZnIn₂S₄（MZIS）。所有合成产物均经离心、洗涤与干燥后获得。

1、初始ZIS的氢气和丙酮酸的速率分别达到0.5和0.3mmol g^-1h^-1，丙酮酸的选择性为85%

2、ZIS-Sv的氢气和丙酮酸的速率分别达到1.0和0.7mmol g^-1h^-1，丙酮酸的选择性为90%

3、MZIS的氢气和丙酮酸的速率分别达到2.7和2.0mmol g^-1h^-1，丙酮酸的选择性为86%

4、MZIS-Sv的氢气和丙酮酸的速率分别达到4.5和3.8mmol g^-1h^-1，丙酮酸的选择性为93%

在所有样品中MZIS-Sv在可见光下展现出优异的催化性能，氢气和丙酮酸的产率分别达到4.5和3.8mmol g^-1h^-1，分别为原始ZnIn₂S₄的9.0倍和12.7倍，且丙酮酸的选择性高达93%，并具备良好的循环稳定性。