物理化学学报 >> 2025, Vol. 41 >> Issue (6): 100051.doi: 10.1016/j.actphy.2025.100051
所属专题: 光催化中的S型异质结
苗鑫宇1,†, 杨浩1,3,†, 何杰1,*(
), 王晶2,*(
), 靳治良1,*(
)
收稿日期:2024-11-25
修回日期:2025-01-10
录用日期:2025-01-13
发布日期:2025-04-19
通讯作者:
Email: 406793019@qq.com (何杰)wangjing@email.tjut.edu.cn (王晶)zl-jin@nun.edu.cn (靳治良)
作者简介:† Equal contribution.
基金资助:
Xinyu Miao1, Hao Yang1,3, Jie He1,*(
), Jing Wang2,*(
), Zhiliang Jin1,*(
)
Received:2024-11-25
Revised:2025-01-10
Accepted:2025-01-13
Published:2025-04-19
Contact:
Email: 406793019@qq.com (Jie He)wangjing@email.tjut.edu.cn (Jing Wang)zl-jin@nun.edu.cn (Zhiliang Jin)
Supported by:摘要:
缓慢的电子迁移速率和显著的电子-空穴复合是实现高光催化效率的重大障碍。利用多种催化剂构建异质结可以有效增强电荷分离。通过水热合成制备了一系列Keggin型空心十二面体多金属氧酸盐,并通过添加金属元素对其分子轨道进行修饰。金属元素的引入调节了多金属氧酸盐的电子结构,有效增强了多金属氧酸盐的电子聚集能力。单一组分催化剂常常面临严重的空穴-电子复合问题。为了解决这一问题,提出了构建异质结的方案以提高电子传输效率。通过将ZnCdS纳米颗粒固定在多金属氧酸盐表面形成异质结结构,显著增强了界面电荷传输能力。密度泛函理论(DFT)计算和实验结果表明,金属组分的调控使多金属氧酸盐具有更有利的能级轨道。ZnCdS和KMoP S型异质结的催化机制也得到了验证。S型异质结的形成进一步提高了电子传输效率,与其他传统异质结相比,实现了光生电子和空穴的高效利用。此外,S型异质结使催化剂的d带中心更接近费米能级,从而提高了导电能力。本文为多金属氧酸盐的能级调控和S型异质结的设计提供了一种新方法。
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