铱修饰红磷协同增强光催化析氢性能：缺陷调控与活性位点设计的创新策略

本研究通过铱(Ir)掺杂与纳米颗粒(IrN)修饰的协同策略，显著提升红磷(RP)的光催化析氢(PHE)性能（1463 μmol g?1 h?1）。Ir掺杂(IrD)有效钝化RP本征空位缺陷，抑制载流子复合；IrN提供丰富活性位点，建立"缺陷修复-电荷提取-表面反应"新范式，为高效光催化剂设计提供新思路。

　　

Highlight

铱修饰红磷在增强光催化析氢中的协同效应

Materials

实验采用商业红磷(RP，98.5%)、三氯化铱(IrCl₃，99.9%)等试剂，通过化学气相沉积(CVD)法制备Ir_D-RP。

Synthesis of Ir_D-RP

采用改良CVD法：将RP与碘混合置于管式炉上游，IrCl₃置于下游，在氩气氛围中梯度升温至500°C维持2小时，实现Ir原子级掺杂。

Results and discussion

如图1a所示，Ir_N/Ir_D-RP的合成分为两步：先构建Ir_D-RP载体，再光沉积Ir纳米颗粒。TEM显示(图1b-d)，Ir_D以原子形式分散于RP晶格，而Ir_N以5-8 nm颗粒形式均匀锚定表面。EDS面扫描证实Ir元素在材料中的梯度分布。

Conclusions

本研究通过Ir_D与Ir_N的协同作用，使RP的可见光析氢速率提升至1463 μmol g^?1 h^?1。电化学阻抗(EIS)和荧光光谱(PL)证实Ir_D可显著抑制载流子复合，而Ir_N作为"电子陷阱"促进表面还原反应。该策略为设计"缺陷-活性位点"双功能催化剂提供新范式。