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Cocatalisadores têm sido amplamente utilizados para acelerar a taxa de evolução de hidrogênio em sistemas fotocatalíticos baseados em semicondutores, mas a influência do estado de interface entre o semicondutor e o cocatalisador raramente foi investigada. Aqui, demonstramos uma estratégia viável de nanojunções bidimensionais (2D) para aumentar a geração de hidrogênio solar do sistema MoS2/TiO2. A carga de nanosheets de MoS2 2D na superfície de nanosheets de anatase TiO2 2D com facetas (001) expostas aumenta significativamente o contato interfacial. Em uma proporção ótima de 0,50% em massa de MoS2, o fotocatalisador 2D-2D MoS2/TiO2 apresenta a maior taxa de evolução de H2 de 2145 μmol h–1 g–1, que é quase 36,4 vezes superior à de nanosheets de TiO2 puro. O rendimento quântico aparente do sistema de evolução de hidrogênio atinge 6,4% a 360 nm. Mais importante, o composto 2D-2D MoS2/TiO2 exibe atividade fotocatalítica muito superior à dos fotocatalisadores de TiO2 carregados com metais nobres (como Pt, Rh, Ru, Pd e Au). O fator decisivo na melhoria da atividade de produção de H2 fotocatalítica é uma interface de contato íntima e grande entre o semicondutor que capta luz e o cocatalisador. A transferência de carga efetiva de TiO2 para MoS2 é demonstrada pelo significativo aumento das respostas de fotocorrente em eletrodos compostos 2D-2D MoS2/TiO2. Este trabalho cria novas oportunidades para projetar e construir fotocatalisadores altamente eficientes por meio da engenharia de interfaces.
Yuan et al. (Sex,) estudaram esta questão.