余家国/张建军 Artif. Photosynth.! Cu掺杂让ZnO光催化产氢效率飙升12倍！

本文研究背景为氧化锌（ZnO）作为半导体光催化剂存在光生电子-空穴复合率高和禁带宽度大导致太阳光利用率低的问题。研究目的是通过Cu掺杂改性ZnO，探究其增强光催化产氢性能的机制。研究结论表明，Cu掺杂不仅通过引入缺陷能级抑制电荷复合、拓宽可见光响应范围，还通过Cu²⁺/Cu⁰价态循环诱导局域表面等离子体共振（LSPR）效应，产生长寿命热电子参与析氢反应。最优样品4Cu/ZnO产氢速率达1214 μmol·g⁻¹·h⁻¹，为纯ZnO的12倍，并通过飞秒瞬态吸收光谱揭示了电子超快转移与LSPR动力学过程，为设计非贵金属改性光催化剂提供了理论依据。