仁川国立大学 信用:来自Freepik的exp 为了应对气候变化，必须从化石燃料转向清洁和可持续的能源
在这方面，一个受欢迎的候选物是氢，一种环保燃料，使用时只产生水
然而，高效的制氢方法通常不环保
用阳光分解水产生氢气的环保替代方法效率低，光催化剂(通过吸收光促进化学反应的材料)稳定性低
如何解决开发稳定高效的光催化剂的问题？ 在最近发表在《应用催化B:环境》杂志上的一项研究中，由韩国仁川国立大学助理教授Yeonho领导的国际科学家小组解决了这个问题，并报告了聚多巴胺(PDA)涂覆的硫化锌(ZnS)纳米棒作为光催化剂的性能，与单独使用ZnS催化剂相比，该纳米棒显示出氢气产量增加了220%。此外，它表现出相当好的稳定性，在辐照24小时后，仍能保持79%的活性
医生
金概述了他们研究背后的动机，“硫化锌有各种光化学应用，因为它可以在阳光下快速产生电荷载流子
然而，阳光也会导致硫化物离子的氧化，从而导致硫化锌的光腐蚀
最近的研究表明，在光催化剂上控制厚度的PDA涂层可以提高太阳能的转换效率并增强光稳定性
但是，到目前为止，还没有研究涉及硫化锌/PDA界面的物理化学变化
因此，我们想研究PDA结合对硫化锌光催化性能的影响
" 科学家们通过聚合将多巴胺包覆在硫化锌纳米棒上，制造了PDA包覆的硫化锌纳米催化剂，并改变了聚合周期，制造了三种不同PDA厚度的样品——1
2 nm (ZnS/PDA1)，2
1纳米(硫化锌/聚二甲基硅氧烷)，3纳米
5 nm (ZnS/PDA3)
然后，他们通过监测这些样品在模拟阳光照射下的氢生成量来测量它们的光催化性能
硫化锌/聚二甲基硅氧烷1催化剂显示出最高的制氢速率，其次是硫化锌/聚二甲基硅氧烷2、未包覆硫化锌和硫化锌/聚二甲基硅氧烷3
该团队将硫化锌/聚二甲基硅氧烷2和硫化锌/聚二甲基硅氧烷3的较差性能归因于较厚的PDA涂层吸收了更多的光，这减少了到达硫化锌的光并阻碍了受激电荷载流子到达表面；相反，未涂覆的硫化锌经受光腐蚀
为了理解电子结构在观察到的增强中的作用，科学家测量了样品的发射和消光光谱以及密度泛函理论计算
前者揭示了增强的吸收是由于在硫化锌上形成的锌-氧或锌-氧-硫壳层以及在价带d(填充电子的最高原子能级)附近能接受“空穴”(没有电子)的能级的产生，而计算表明硫化锌/PDA具有独特的“双交错”电子结构，有利于电荷载流子在表面的传输和分离
耐久性的提高是由于PDA价态空穴的氧化能力降低
医生
金和他的团队希望他们的技术得到更广泛的应用
“我们工作中使用的聚多巴胺涂层也适用于其他组的硒化物、硼化物和碲化物基催化剂。”
金姆（人名）
未来可能真的是氢
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