图5。基于DFT计算的5%应变条件下压电催化剂的机理。a) 0%应变和5%应变下CdS/Bi2WO6结构模型的侧视图和俯视图。b)不同应变下Bi2WO6和CdS/Bi2WO6沿y轴（0%和5%）的偶极矩。c)不同外部应变下Bi2WO6与CdS异质结界面处的总电荷转移。在5%应变条件下，d)Bi2WO6和e) CdS/Bi2WO6的模型被分成若干条。对应于f) Bi2WO6和g) CdS/Bi2WO6的电荷转移和细节原子层的电荷增加。
图6。a) CdS、b) Bi2WO6和c) CdS/Bi2WO6在5%应变条件下吸附N2的电荷密度差异，其中黄色和蓝色区域表示电子积累和缺乏。d) CdS、e) Bi2WO6和f) CdS/Bi2WO6吸附H2O的电荷密度差异。g) 5%应变条件下CdS、Bi2WO6和CdS/Bi2WO6对N2的吸附能和h)bader电荷。i) 5%应变条件下CdS、Bi2WO6和CdS/Bi2WO6上H2O的吸附能和j)bader电荷。
图7。a) 5%应变条件下CdS/Bi2WO6的远端路径和交变路径的Gibbs自由能图。b) CdS/Bi2WO6异质结产生NH3的远端和交替机制示意图，其中*表示活性位点。c) Bi2WO6、CdS和CdS/Bi2WO6中氢气析出的吉布斯自由能图。d)应变作用下CdS/Bi2WO6的压催化机理示意图。
这项研究通过使用创新的S型异质结策略设计了CdS/Bi2WO6催化剂，并将其应用于压电催化氮还原和氢进化领域。CdS/Bi2WO6催化剂利用S型异质结的高效分离电荷载体和强大的氧化还原能力，展现出卓越的催化性能。该催化剂的压电催化活性提高归因于其卓越的压电特性、电子结构调控、有利的电荷转移、反应动力学的优化、反应壁垒的降低以及催化活性位点的增加。这些结果得到了实验证明和密度泛函理论计算的支持。研究揭示了S型异质结工程在底层压电催化氮还原和氢进化方面的优越性，并可为开发高效催化剂和其他催化剂提供指导。
