具有0D/2D界面的InOOH/ZnIn2S4空心球S型异质结用于增强光催化CO2转化性能

蔡佳星 徐文迪 迟浩强 刘倩 高娃 史丽 刘敬祥 邹志刚 周勇

引用本文: 蔡佳星, 徐文迪, 迟浩强, 刘倩, 高娃, 史丽, 刘敬祥, 邹志刚, 周勇. 具有0D/2D界面的InOOH/ZnIn2S4空心球S型异质结用于增强光催化CO2转化性能[J]. 物理化学学报, 2024, 40(11): 240700. doi: 10.3866/PKU.WHXB202407002 shu
Citation:  Jiaxing Cai, Wendi Xu, Haoqiang Chi, Qian Liu, Wa Gao, Li Shi, Jingxiang Low, Zhigang Zou, Yong Zhou. Highly Efficient InOOH/ZnIn2S4 Hollow Sphere S-Scheme Heterojunction with 0D/2D Interface for Enhancing Photocatalytic CO2 Conversion[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2024, 40(11): 240700. doi: 10.3866/PKU.WHXB202407002 shu

具有0D/2D界面的InOOH/ZnIn2S4空心球S型异质结用于增强光催化CO2转化性能

    通讯作者: 高娃, gaowa@tiangong.edu.cn; 史丽, iamlshi@njupt.edu.cn; 刘敬祥, jxlow@tiangong.edu.cn; 周勇, zhouyong1999@nju.edu.cn
  • 基金项目:

    国家重点研发计划 2022YFE0126500

    国家重点研发计划 2018YFE0208500

    国家自然科学基金委员会项目 21972065

    国家自然科学基金委员会项目 22203046

    国家自然科学基金委员会项目 22202152

    江苏省科学基金会 BK20220006

    合肥微尺度物理科学国家实验室 KF2020006

    广东省创新创业团队引进项目 2019ZL08L101

    中国高校发展基金 UDF01001159

    南京邮电大学有机电子与信息显示国家重点实验室项目 GZR2023010003

    南京邮电大学自然科学研究创业人才招聘基金 NY221128

摘要: S型异质结光催化剂因其能够同时促进光生载流子的分离,并优化光催化剂的还原和氧化能力,而被广泛应用于光催化CO2转化中。尽管S型异质结具有巨大的潜力,但其光催化CO2转化性能仍然有限,这主要是由于其界面光生载流子迁移缓慢和光利用效率差。本文报道了一种具有0D/2D接触界面的InOOH/ZnIn2S4空心球S型异质结,以提高光催化CO2转化性能。具体来说,空心球结构可以允许入射光在光催化剂内进行多重反射,以增强光利用效率。此外,0D/2D接触界面可以促进光生载流子在InOOH/ZnIn2S4空心球S型异质结上的迁移速率。结合原位光照X射线光电子能谱表征和自由基捕获实验,确认了InOOH和ZnIn2S4上光生空穴和电子的空间分离,有利于高效利用光生载流子进行光催化CO2转化。因此,优化后的InOOH/ZnIn2S4展示了比原始ZnIn2S4高出25.8倍的光催化CO2转化性能。本工作展示了一种简单而有效的策略,用于提高S型异质结的界面光电荷载流子迁移和光利用效率。

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  • 发布日期:  2024-11-15
  • 收稿日期:  2024-07-02
  • 接受日期:  2024-08-05
  • 修回日期:  2024-08-05
  • 网络出版日期:  2024-08-14
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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