采用水热法制备了孪晶Mn0.5Cd0.5S (T-MCS)固溶体, 随后借助原位水热法获得Zn0.76Co0.24S/T-MCS纳米异质结光催化剂。结果表明: Mn0.5Cd0.5S固溶体是六方纤锌矿Mn0.5Cd0.5S (WZ-MCS)及立方闪锌矿Mn0.5Cd0.5S (ZB-MCS)交替形成的孪晶同质结; 引入Zn0.76Co0.24S可增强体系光响应能力, 提高表面载流子数量, 其中3% Zn0.76Co0.24S/T-MCS异质结在Na2S/Na2SO3混合溶液中的产氢速率可达132.9 mmol/(g·h) (300 W氙灯, λ>420 nm), 分别是Zn0.76Co0.24S和T-MCS的332.2倍和1.9倍。能带结构分析发现, WZ-MCS和ZB-MCS形成的II型同质结可实现T-MCS体相载流子的快速分离, T-MCS与Zn0.76Co0.24S之间形成的S-scheme异质结不仅促进了二者界面电荷迁移, 而且保留了T-MCS价带空穴与Zn0.76Co0.24S导带电子强的氧化还原能力, 本工作构建的同质异质结可有效提高体系的产氢动力学。

固体废弃物高附加值利用是资源可持续发展的重要途径之一, 创新性的提出了以丙烯酸树脂乳液为孔形成剂, 对碱激发钢渣基胶凝材料的孔结构进行调变, 制备出新型多孔碱激发钢渣基胶凝材料, 采用初湿浸渍法合成了一种新型的CeO2负载的多孔钢渣基催化剂。 利用XRF, XRD, BET, UV-Vis DRS等手段对光催化剂的组成、 结构及光谱性能进行了表征, 评价了其光催化分解水制氢活性。 结果表明: 孔形成剂的加入, 改变了碱激发钢渣基胶凝材料的孔结构, 其介孔体积增加了70.27%, 负载8 Wt% CeO2的光催化剂介孔体积增加了144.14%。 在模拟太阳光源辐照6 h后, 负载8 Wt% CeO2的光催化剂的最高产氢活性(7 653 μmol·g-1)和产氢速率［1 275.5 μmol·(g·h)-1］归因于介孔体积增加了水分子的传质速率以及高分散的CeO2活性组分与载体中FeO形成的耦合半导体促进了光生电子-空穴对的高效分离。