Abstract Developing low-cost and high-catalytic photocatalysts is momentous to achieve efficient photocatalytic splitting of water to produce hydrogen. In this study, a 0D–3D structure ZnCdS–NiCoP composite was synthesized by a simple physical mixing method. A series of characterization results show that the close bonding of ZnCdS nanoparticles and NiCoP nanorods is conducive to electron transfer between the ZnCdS and NiCoP interface. The sea-urchin-structure NiCoP composed of nanorods could be as an electron acceptor to accelerate the directed migration of electrons. Thereby achieving separation of electrons and holes in space. Sea-urchin-structure NiCoP provides spatial support for ZnCdS, greatly reducing the degree of agglomeration of ZnCdS nanoparticles and increasing the specific surface area of the catalyst. The performance of the visible-light-driven photocatalyst showed that the ZnCdS–NiCoP10 composite had the highest photocatalytic hydrogen production activity, and the amount of hydrogen evolution in the reaction for 5 h was 789.7 μmol, which reached 5.2 times that of pure ZnCdS. The apparent quantum efficiency (AQE) of the ZnCdS–NiCoP10 composite was 6.28% at a wavelength of 475 nm. After 5 cycles of reaction, the composite ZnCdS–NiCoP10 maintained long-term stability. Based on the characterization analysis results, a possible mechanism of hydrogen production of by ZnCdS–NiCoP composite catalyst is proposed, which will help to understand the enhance photocatalytic hydrogen evolution activity of ZnCdS–NiCoP and may stimulate the synthesis of other 0D–3D catalytic systems. Graphic Abstract

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海胆结构 NiCoP 装饰的 ZnCdS 光催化剂上增强的氢气释放

摘要 开发低成本、高催化的光催化剂对于实现高效光催化分解水制氢具有重要意义。在这项研究中，通过简单的物理混合方法合成了 0D-3D 结构的 ZnCdS-NiCoP 复合材料。一系列表征结果表明，ZnCdS纳米颗粒与NiCoP纳米棒的紧密结合有利于ZnCdS与NiCoP界面之间的电子转移。由纳米棒组成的海胆结构NiCoP可以作为电子受体来加速电子的定向迁移。从而实现空间中电子和空穴的分离。海胆结构的NiCoP为ZnCdS提供了空间支撑，大大降低了ZnCdS纳米颗粒的团聚程度，增加了催化剂的比表面积。可见光驱动光催化剂的性能表明，ZnCdS-NiCoP10复合材料具有最高的光催化产氢活性，反应5小时的产氢量为789.7 μmol，达到纯ZnCdS的5.2倍。ZnCdS-NiCoP10 复合材料在 475 nm 波长下的表观量子效率 (AQE) 为 6.28%。经过 5 次反应循环后，复合 ZnCdS-NiCoP10 保持长期稳定性。基于表征分析结果，提出了一种可能的 ZnCdS-NiCoP 复合催化剂产氢机制，这将有助于理解 ZnCdS-NiCoP 光催化析氢活性的增强，并可能刺激其他 0D-3D 催化体系的合成. 图形摘要 反应5 h析氢量为789.7 μmol，达到纯ZnCdS的5.2倍。ZnCdS-NiCoP10 复合材料在 475 nm 波长下的表观量子效率 (AQE) 为 6.28%。经过 5 次反应循环后，复合 ZnCdS-NiCoP10 保持长期稳定性。基于表征分析结果，提出了一种可能的 ZnCdS-NiCoP 复合催化剂产氢机制，这将有助于理解 ZnCdS-NiCoP 光催化析氢活性的增强，并可能刺激其他 0D-3D 催化体系的合成. 图形摘要 反应5 h析氢量为789.7 μmol，达到纯ZnCdS的5.2倍。ZnCdS-NiCoP10 复合材料在 475 nm 波长下的表观量子效率 (AQE) 为 6.28%。经过 5 次反应循环后，复合 ZnCdS-NiCoP10 保持长期稳定性。基于表征分析结果，提出了一种可能的 ZnCdS-NiCoP 复合催化剂产氢机制，这将有助于理解 ZnCdS-NiCoP 光催化析氢活性的增强，并可能刺激其他 0D-3D 催化体系的合成. 图形摘要 经过 5 次反应循环后，复合 ZnCdS-NiCoP10 保持长期稳定性。基于表征分析结果，提出了一种可能的 ZnCdS-NiCoP 复合催化剂产氢机制，这将有助于理解 ZnCdS-NiCoP 光催化析氢活性的增强，并可能刺激其他 0D-3D 催化体系的合成. 图形摘要 经过 5 次反应循环后，复合 ZnCdS-NiCoP10 保持长期稳定性。基于表征分析结果，提出了一种可能的 ZnCdS-NiCoP 复合催化剂产氢机制，这将有助于理解 ZnCdS-NiCoP 光催化析氢活性的增强，并可能刺激其他 0D-3D 催化体系的合成. 图形摘要