金属-半导体界面光载流子的提取和利用对提高光催化活性至关重要,构建界面化学键锚定金属活性位是促进界面光载流子提取的新兴方向。
天津大学Tao Yu和北京航空航天大学Junying Zhang等通过原位光还原设计界面Pt-S键,以将Pt亚纳米团簇(SNCs)精确锚定在串联同质结CdS (Pt-CdSx-T)上。
本文要点:
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优化的Pt0.02-CdSx-T光催化剂表现出令人印象深刻的854.2mol h-1的析氢速率,在470 nm处的表观量子产率为43.55%,是原始CdS的近13倍。系统研究表明,CdSx-T上丰富的配位不饱和s原子作为锚定Pt SNCs的位置,由此形成的界面Pt-S键加速了金属-半导体界面定向光载流子转移。具有串联势垒的同质结CdSx-T通过内部静电场促进光载流子的分离,并且金属-半导体界面电子转移动力学和H*吸附容量取决于Pt SNCs的尺寸,如表面光电压光谱和密度泛函理论计算所证实的。
(2)
这一工作为在均结催化剂上开发精确分散的助催化剂以实现高效光催化析氢提供了新的视角。
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Tang, Y., Jia, X., Guo, Y., Geng, Z., Wang, C., Liu, L., Zhang, J., Guo, W., Tan, X., Yu, T., Ye, J., Surface Unsaturated Sulfur Modulates Pt Sub-Nanoparticles on Tandem Homojunction CdS for Efficient Electron Extraction. Adv. Energy Mater. 2023, 2203827.
DOI: 10.1002/aenm.202203827
https://doi.org/10.1002/aenm.202203827