二硫化钼用途-光电化学制氢材料

光电催化分解水制氢是利用太阳能制备燃料的理想途径之一。随着绿色能源的推广，制氢也的研究也越来越多，越来越广。为了提高太阳能制氢效率，需要发展宽光谱捕光的窄带隙半导体光阳极，其中具有代表性的窄带隙半导体Ta3N5材料，其太阳能制氢理论效率可达15% 以上，是目前国际太阳能光电催化制氢领域的主攻体系之一。但该体系易受光腐蚀，解决其稳定性是本领域的挑战课题。在这项工作中，在光阳极表面组装ferrihydrite (Fh) 层，在保持光电催化水氧化高效率前提下，发现其稳定性可由几分钟提高到数小时，甚至工作十余小时后也未见明显衰退，这是目前世界上报道的最高稳定性的Ta3N5分解水光阳极体系。研究发现Ta3N5表面ferrihydrite (Fh) 层具有电容的空穴储存能力，它可将Ta3N5中光激发形成的光生空穴快速转移、高效储存，使半导体免于光腐蚀氧化，从而数量级提高了光阳极的稳定性。在国际上提出了光电催化"空穴储存层"的概念，这为进一步设计构筑高效稳定的太阳能转化体系提供了新的思路和策略。

光阳极材料的使用也一直在变化，Pt金属具有较高的催化活性，但是因其使用成本非常高，低成本的非贵金属也慢慢被开发出来。在发展中，CdS和MoS2进行复合催化，性能上优于Pt贵金属，且收效良好，价格相对低廉。因此，如果将二硫化钼催化剂作为光电极进行进一步结构优化和成分设计，可以使其在实际应用中得到扩展。

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