中国地质大学/武汉理工大学Nat. Commun.：超晶格界面和S型异质结助力光催化制氢
学术
2024-11-10 19:57
上海
半导体中光诱导电荷载流子的快速复合限制了半导体光催化剂的光催化应用。有鉴于此，中国地质大学余家国、张建军、武汉理工大学曹少文研究员等基于Mn0.5Cd0.5S纳米棒的超晶格界面和S-scheme异质结可以显著促进电荷的超快速分离和迁移。要点1. Mn0.5Cd0.5S纳米棒中轴向分布的闪锌矿/纤锌矿超晶格界面在均匀内部电场的推动下，更有效的促进光生电荷载流子的重新分布，促进光生载流子的体相分离。因此，Mn0.5Cd0.5S纳米棒与MnWO4纳米粒子之间的S型异质结可通过异质内电场进一步加速电荷载流子的表面分离。随后，光电子被吸附H2O捕获的速度可达ps。要点2. 在模拟太阳辐照条件下，无需任何助催化剂，光催化生成H2产率达到54.4 mmol g-1 h-1。与对照样品相比，产量提高了约5倍，在420 nm测得的表观量子效率为63.1%。这项工作为设计高效光催化的协同界面结构提供了一种方案。Wan, S., Wang, W., Cheng, B.et al. A superlattice interface and S-scheme heterojunction for ultrafast charge separation and transfer in photocatalytic H2 evolution. Nat Commun 15, 9612 (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-53951-6https://www.nature.com/articles/s41467-024-53951-6
