Ag/AgVO3/g-C3N4三元纳米复合材料在增强光催化和电催化氢气生成中的应用：协同电荷分离与界面工程

《ACS Applied Energy Materials》：Ag/AgVO3/g-C3N4 Ternary Nanocomposites for Enhanced Photo- and Electrocatalytic Hydrogen Evolution: Synergistic Charge Separation and Interfacial Engineering

纳米复合材料Ag/AgVO3/g-C3N4通过整合Ag纳米颗粒和AgVO3纳米线提升光/电催化性能，XRD和XPS证实复合结构，15%异构体产氢达3602 μmol·g?1，较单体提升8.7和22.3倍，低过电位112 mV和Tafel斜率63 mV/dec归因于高效电荷分离与界面协同效应。

　　

纳米复合催化剂在光催化/电催化方面具有显著优势，这得益于它们出色的稳定性、电荷转移效率以及界面相互作用。传统的半导体光催化剂（如g-C₃N₄）面临高电荷复合率和催化活性位点不足等问题。为了解决这些问题，将银（Ag）纳米颗粒和AgVO₃纳米线整合到g-C₃N₄表面，制备了Ag/AgVO₃/g-C₃N₄纳米复合材料用于水分解。XRD和XPS分析证实了银钒酸盐成功附着在g-C₃N₄基底上，并检测到了Ag/AgVO₃和g-C₃N₄的存在。微观结构显示g-C₃N₄与Ag/AgVO₃之间具有晶体特性和强烈的界面结合，表明其光催化性能得到提升。与单独的Ag/AgVO₃和g-C₃N₄组分相比，Ag/AgVO₃/g-C₃N₄催化剂的光催化产氢速率显著提高。其中，15%的Ag/AgVO₃/g-C₃N₄异质结构的产氢速率最高，达到3602 μmol·g^–1，分别比Ag/AgVO₃和g-C₃N₄高出8.7倍和22.3倍。此外，该催化剂在1 M KOH溶液中的氢演化反应中表现出更好的反应动力学，过电位仅为112 mV，塔菲尔（Tafel）斜率为63 mV/dec。15% Ag/AgVO₃/g-C₃N₄纳米复合材料优异的光催化性能归因于Ag、AgVO₃和g-C₃N₄之间高效的电荷分离和最佳界面相互作用，这有助于电子传输并减少电荷复合。本研究提出了一种基于g-C₃N₄的高效催化剂设计，其在光催化和电催化能量转换应用中具有巨大潜力。