ZNCR2S4：UVと純粋な可視光の両方で過剰減少することなく、硝酸塩をN2に変換する非常に効果的な光触媒

特定の金属硫化物を、光生成励起子の高密度、高いN2選択性（アンモニアへの過剰減少なし）を含む、水溶液の光触媒硝酸塩の減少にいくつかの特定の優位性を提案します。実際、Zncr2S4は非常に効率的な光触媒として振る舞い、1 wt％catalysts（ruox、ag、au、pd、またはpt）の助けを借りて、効率が大幅に改善されました。PTとPDの同時負荷は、相乗効果をもたらしました。〜89％のN2選択性とともに、〜45 mg n/hの最高の硝酸変換速度を提供しました。このような高い活動は、5サイクル後も安定したままでした。380 nmでの最適な見かけの量子収量は15.46％でした。さらに重要なことに、Auの表面プラズマ共鳴効果の助けを借りて、可視光活性は完全なアークXe-Lampで1.352 mg N/h、純粋な可視光（λ> 400 nm）の下で0.452 mg n/hを達成しました。光触媒硝酸塩除去における以前の成果と比較すると、ZnCR2S4に関する私たちの研究は、過剰削減の問題を排除し、UV光下で非常に高い安定した活動を持ち、純粋な可視光の下でのまともな変換速度を持っています。

We propose several superiorities of applying some particular metal sulfides to the photocatalytic nitrate reduction in aqueous solution, including the high density of photogenerated excitons, high N2 selectivity (without over-reduction to ammonia). Indeed, ZnCr2S4 behaved as a highly efficient photocatalyst, and with the assistance of 1 wt% cocatalysts (RuOx, Ag, Au, Pd, or Pt), the efficiency was greatly improved. The simultaneous loading of Pt and Pd led to a synergistic effect. It offered the highest nitrate conversion rate of ~45 mg N/h together with the N2 selectivity of ~89%. Such a high activity remained steady after 5 cycles. The optimal apparent quantum yield at 380 nm was 15.46%. More importantly, with the assistance of the surface plasma resonance effect of Au, the visible light activity achieved 1.352 mg N/h under full arc Xe-lamp, and 0.452 mg N/h under pure visible light (λ > 400 nm). Comparing to the previous achievements in photocatalytic nitrate removal, our work on ZnCr2S4 eliminates the over-reduction problem, and possesses an extremely high and steady activity under UV-light, as well as a decent conversion rate under pure visible light.