CuO@SnO2异质结构纳米复合材料：可持续光催化制氢的创新平台

《Inorganic Chemistry Communications》：CuO@SnO? Heterostructured nanocomposites: A promising platform for sustainable photocatalytic hydrogen production

本综述系统阐述了CuO@SnO2异质结构纳米复合材料在光催化制氢（HER）领域的突破性进展。通过构建p-n异质结（heterojunction），该材料有效解决了SnO2宽带隙（~3.6-3.8 eV）导致的可见光利用效率低问题，显著提升电荷分离效率与光稳定性。优化后的CS-20复合材料实现17.8%的制氢率，为清洁能源开发提供新策略。

　　

Highlight

CuO@SnO₂异质结纳米复合材料通过水热共沉淀法成功合成，其中CuO纳米花瓣（NPTs）作为基底材料，装饰SnO₂纳米颗粒（NPs）。系统制备并评估了不同组分比例的样品（CS-10至CS-40）。令人瞩目的是，优化后的CS-20复合材料在可见光照射下表现出卓越的制氢速率，高达17.8%，超越了以往报道的CuO/SnO₂体系。这一优异性能归因于p-n异质结结构的协同效应、改善的电荷分离效率以及增强的可见光吸收能力。

XRD分析

如（图2）所示，纯CuO、SnO₂及复合材料的X射线衍射（XRD）图谱显示，所有特征峰均与单斜晶系（JCPDS卡片号01–077-0449）和四方晶系（01–080-0076）结构完美匹配。SnO₂相的衍射峰对应（110）、（101）、（200）、（111）、（211）、（220）、（002）、（310）、（112）、（301）、（201）和（321）晶面，2θ值分别为26.559°、33.849°、37.939°、38.964°、51.743°、54.729°、57.78°、61.915°等。

结论

通过共沉淀结合水热法成功制备了CuO@SnO₂杂化异质结构。XRD证实了晶相的形成，SEM成像和EDX mapping揭示了材料的形貌和元素分布。SEM显示CuO呈单斜花瓣状，SnO₂为纳米颗粒。在CS-20复合材料中，SnO₂纳米颗粒均匀包覆CuO花瓣，EDX分析证实了Cu、Sn、O元素的存在。