具有级联能带结构的核-双壳纳米棒阵列提高光催化活性和抑制光腐蚀
课题组博士生游道通在Journal of Materials Chemistry A 上发表题为A core@dual-shell nanorod array with a cascading band configuration for enhanced photocatalytic properties and anti-photocorrosion论文（Journal of Materials Chemistry A, 2020, 8, 3726-3734, 1区Top, IF:11.3）.
之前我们成功构建了一系列ZnO基核-单壳异质结构纳米棒阵列，并应用于高性能光电器件。为满足未来多功能和集成电子设备的需求，因此有必要进一步开发核-多壳结构。因此，合理设计壳层组分，核-多壳界面和壳层厚度是充分利用并优化这种核-多壳纳米结构的优势的先决条件。本工作针对于ZnO光催化材料只吸收可见光问题，以及CdS/ZnO异质结构的光催化剂整体效率仍远远低于实际应用水平，和易出现光腐蚀现象，通过将CdS和NiOx壳层溅射到气相沉积生长的ZnO纳米棒上制备得到ZnO-CdS-NiOx核@双壳纳米棒阵列，并作为光催化剂作用于光催化产氢实验。利用精心设计的核@双壳纳米结构以及ZnO纳米棒，CdS和NiOx之间的级联能带结构，可以有效增强紫外可见的光吸收并增强光生电子空穴的有效分离。经过优化的ZnO-CdS-NiOx具有优异的光催化性能，其最高产氢速率为84834μmolh-1g-1,分别比纯ZnO和ZnO-CdS核壳纳米棒增强420.8、42.7、4.2倍。而且ZnO-CdS-NiOx在长时间的光催化反应过程中表现良好的稳定性和抗光腐蚀性能。因此，这项工作将核-壳纳米结构有效推广到高效稳定的光催化应用当中。