κ-卡拉胶辅助合成WO3纳米片：可见光驱动产氢的二维光催化剂研究

（编辑推荐）本研究创新性地利用κ-卡拉胶（κ-CGN）绿色合成WO3纳米片，通过调控形貌与晶相显著提升光催化产氢（HER）性能。最佳0.5 wt%催化剂产氢速率达45.56 mmol·h?1/g，较光解效率提升4倍，为可持续能源开发提供新型非贵金属催化剂解决方案。

　　

Highlight

κ-卡拉胶（κ-CGN）作为红藻细胞壁中的硫酸化多糖，以其独特的负电荷表面与钨离子静电作用，成功引导WO₃纳米片形成。透射电镜（TEM）揭示的互联通道网络结构，印证了这种生物模板对材料形貌的精准调控。

Results

天然多糖κ-CGN不仅是食品工业的胶凝剂，其生物活性组分更通过羟基（-OH）介导金属离子还原。X射线衍射（XRD）显示合成的WO₃呈现单斜晶相，比表面积测试证实纳米片结构创造了丰富的催化活性位点。在可见光驱动的水-乙醇体系中，0.5 wt%催化剂以45.56 mmol·h^?1/g的产氢速率碾压空白组（10.92 mmol·h^?1/g），而1.0 wt%样品更突破51.85 mmol·h^?1/g，展现"少即是多"的浓度效应。

Conclusion

这项研究犹如为氢能经济打开一扇新窗——WO₃纳米片在κ-CGN辅助下，化身高效电子高速公路，将光生电子快速输运至催化位点。连续48小时测试后仍保持90%活性的表现，让这种仿生材料在规模化产氢赛道中极具竞争力。