物理化学学报 >> 2024, Vol. 40 >> Issue (11): 2406027.doi: 10.3866/PKU.WHXB202406027
所属专题: 太阳燃料制备
吴优1,2, 程畅2, 戚克振1,*(
), 程蓓2,*(
), 张建军3,*(
), 余家国3, 张留洋3
收稿日期:2024-06-21
修回日期:2024-07-25
录用日期:2024-07-26
发布日期:2024-10-14
通讯作者:
Email: qkzh2003@aliyun.com (戚克振)chengbei2013@whut.edu.cn (程蓓)zhangjianjun@cug.edu.cn (张建军)
You Wu1,2, Chang Cheng2, Kezhen Qi1,*(
), Bei Cheng2,*(
), Jianjun Zhang3,*(
), Jiaguo Yu3, Liuyang Zhang3
Received:2024-06-21
Revised:2024-07-25
Accepted:2024-07-26
Published:2024-10-14
Contact:
Email: qkzh2003@aliyun.com (Kezhen Qi)chengbei2013@whut.edu.cn (Bei Cheng)zhangjianjun@cug.edu.cn (Jianjun Zhang)
Supported by:摘要:
光催化技术利用清洁、无污染的太阳能合成过氧化氢(H2O2)。本研究通过铃木-宫浦反应和水热法合成了ZnO/PBD S型异质结复合材料,其特点是在供体-受体共轭聚合物(PBD)基底上生长ZnO纳米颗粒。最佳ZnO/PBD复合材料的产H2O2效率为4.07 mmol∙g-1∙h-1,是原始ZnO的5.4倍。该性能的显著提高归功于S型异质结的形成。紫外可见漫反射吸收光谱和原位光照X射线光电子能谱证实了S型异质结的成功构建。稳态光致发光和飞秒瞬态吸收(fs-TA)光谱确定并验证了ZnO中缺陷态的存在。这些缺陷态会捕获光生电子,从而对光催化反应产生不利影响。然而,S型异质结有效地促进了电子的分离和转移,从而缓解了这一问题。通过拟合fs-TA衰减动力学曲线确定的这些缺陷态中光生电子的寿命,进一步证明了S型异质结中的载流子转移机制。该工作介绍了一种利用fs-TA光谱研究有机/无机S型异质结的新方法。
吴优, 程畅, 戚克振, 程蓓, 张建军, 余家国, 张留洋. ZnO/D-A共轭聚合物S型异质结高效光催化产H2O2及其电荷转移动力学研究[J]. 物理化学学报, 2024, 40(11), 2406027. doi: 10.3866/PKU.WHXB202406027
You Wu, Chang Cheng, Kezhen Qi, Bei Cheng, Jianjun Zhang, Jiaguo Yu, Liuyang Zhang. Efficient Photocatalytic Production of H2O2 over ZnO/D-A Conjugated Polymer S-scheme Heterojunction and Charge Transfer Dynamics Investigation[J]. Acta Phys. -Chim. Sin. 2024, 40(11), 2406027. doi: 10.3866/PKU.WHXB202406027
| 1 |
doi: 10.1002/anie.202309624 |
| 2 |
doi: 10.1002/adma.202307967 |
| 3 |
doi: 10.1016/j.apcatb.2023.122780 |
| 4 |
doi: 10.1016/j.jmst.2023.03.045 |
| 5 |
doi: 10.7536/PC220718 |
| 6 |
doi: 10.1016/j.apcatb.2022.122200 |
| 7 |
doi: 10.3866/PKU.WHXB202309020 |
| 8 |
doi: 10.1021/acscatal.0c03359 |
| 9 |
doi: 10.1039/D2TA08203A |
| 10 |
doi: 10.3866/PKU.WHXB202212010 |
| 11 |
doi: 10.1016/j.apcatb.2022.121675 |
| 12 |
doi: 10.1039/D4TC01076K |
| 13 |
doi: 10.1007/s11467-019-0950-z |
| 14 |
doi: 10.1016/j.jmst.2023.05.030 |
| 15 |
doi: 10.1038/s41467-024-47624-7 |
| 16 |
doi: 10.1016/j.jmst.2022.09.002 |
| 17 |
doi: 10.1007/s40843-023-2717-0 |
| 18 |
doi: 10.1002/anie.202310476 |
| 19 |
doi: 10.1016/j.apcatb.2023.122770 |
| 20 |
doi: 10.1039/D1TA11022E |
| 21 |
doi: 10.1016/j.jhazmat.2021.127379 |
| 22 |
doi: 10.1016/S1872-2067(23)64475-4 |
| 23 |
doi: 10.1016/j.cej.2023.145067 |
| 24 |
doi: 10.1002/smll.202100132 |
| 25 |
doi: 10.1002/adma.202310600 |
| 26 |
doi: 10.3866/PKU.WHXB202209037 |
| 27 |
doi: 10.1016/j.jmat.2023.05.014 |
| 28 |
doi: 10.1021/acs.jpclett.3c00811 |
| 29 |
doi: 10.3866/PKU.WHXB202209016 |
| 30 |
doi: 10.1016/j.jmst.2023.03.054 |
| 31 |
doi: 10.1002/adma.202203225 |
| 32 |
doi: 10.1016/j.jmat.2021.06.006 |
| 33 |
doi: 10.3866/PKU.WHXB202307022 |
| 34 |
doi: 10.3866/PKU.WHXB202112037 |
| 35 |
doi: 10.1007/s40843-023-2754-8 |
| 36 |
doi: 10.1007/s40843-023-2755-2 |
| 37 |
doi: 10.1016/j.jmst.2023.12.054 |
| 38 |
doi: 10.1016/j.jmst.2022.01.029 |
| 39 |
doi: 10.1016/j.cej.2022.136584 |
| 40 |
doi: 10.1007/s12598-021-01902-1 |
| 41 |
doi: 10.1016/S1872-2067(21)63832-9 |
| 42 |
doi: 10.1038/s41467-021-25007-6 |
| 43 |
doi: 10.1016/S1872-2067(23)64502-4 |
| 44 |
doi: 10.1016/S1872-2067(23)64514-0 |
| 45 |
doi: 10.1515/ntrev-2022-0035 |
| 46 |
doi: 10.1039/C5TA05503B |
| 47 |
doi: 10.1016/j.apsusc.2017.06.176 |
| 48 |
doi: 10.1021/acssuschemeng.8b00938 |
| 49 |
doi: 10.1039/D1NR03221F |
| 50 |
doi: 10.1016/j.apcatb.2019.03.055 |
| 51 |
doi: 10.1002/smll.202205097 |
| 52 |
doi: 10.1016/j.orgel.2016.10.016 |
| 53 |
doi: 10.1016/j.optmat.2024.115241 |
| 54 |
doi: 10.1016/j.diamond.2023.110364 |
| 55 |
doi: 10.1002/advs.201902988 |
| 56 |
doi: 10.35848/1347-4065/acbd57 |
| 57 |
doi: 10.1016/S1872-2067(22)64108-1 |
| 58 |
doi: 10.1016/j.jece.2020.104097 |
| 59 |
doi: 10.1088/1361-6528/aaa530 |
| 60 |
doi: 10.1021/acsomega.7b00767 |
| 61 |
doi: 10.1016/S1872-2067(23)64466-3 |
| 62 |
doi: 10.1039/D2CC06300J |
| 63 |
doi: 10.1002/anie.202218688 |
| 64 |
doi: 10.1016/j.apcatb.2023.123196 |
| 65 |
doi: 10.1016/j.jmst.2024.02.012 |
| 66 |
doi: 10.1038/s41467-024-45604-5 |
| 67 |
doi: 10.1002/adma.202400288 |
| [1] | 樊凡, 修浩, 王宇婷, 崔永朋, 王雅君. NH2-MIL-125/Na掺杂g-C3N4复合S型异质结的构建及其光催化产过氧化氢性能[J]. 物理化学学报, 2026, 42(2): 100143 - . |
| [2] | 葛成艳, 胡佳伟, 刘星雨, 宋玉玺, 刘超, 邹志刚. 自集成黑色NiO团簇与ZnIn2S4微球实现S型电子转移机制下光热辅助制氢[J]. 物理化学学报, 2026, 42(1): 100154 - . |
| [3] | 陈轼逸, 付家龙, 裘建平, 常国菊, 郝仕油. 废弃医用口罩衍生的碳量子点增强BiOBr/g-C3N4 S型异质结光催化降解聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)[J]. 物理化学学报, 2026, 42(1): 100135 - . |
| [4] | 韦梦兰, 欧晓霞, 王艺濛, 张梦圆, 滕飞, 王凯旋. S型异质结g-C3N4/Bi2WO6高效降解左氧氟沙星:性能、机理及降解路径[J]. 物理化学学报, 2025, 41(9): 100105 - . |
| [5] | 王文龙, 郝文韬, 何浪, 乔佳, 李宁, 陈朝秋, 覃勇. 碳量子点/TiO2 S型异质结的能带和吸附工程促进光催化CO2甲烷化[J]. 物理化学学报, 2025, 41(9): 100116 - . |
| [6] | 蔡家杰, 程畅, 刘博文, 张建军, 姜传佳, 程蓓. CdS/DBTSO-BDTO S型异质结光催化制氢及其电荷转移动力学[J]. 物理化学学报, 2025, 41(8): 100084 - . |
| [7] | 孟凡鹏, 赵飞, 林靖恺, 赵金生, 张华阳, 王少彬. 优化氮化碳纳米片/球形共轭聚合物S型异质结界面电场以促进析氢反应[J]. 物理化学学报, 2025, 41(8): 100095 - . |
| [8] | 王伟康, 吴亚栋, 张建军, 孟凯, 李金河, 王乐乐, 刘芹芹. 三聚氰胺泡沫支撑的S型硫铟锌镉/硫掺杂氮化碳异质结的绿色H2O2合成:协同界面电荷转移调控与局域光热效应[J]. 物理化学学报, 2025, 41(8): 100093 - . |
| [9] | 苗鑫宇, 杨浩, 何杰, 王晶, 靳治良. 调整Keggin型多金属氧酸盐电子结构构建S型异质结用于光催化析氢[J]. 物理化学学报, 2025, 41(6): 100051 - . |
| [10] | 杨祎, 周欣, 谷苗莉, 程蓓, 吴珍, 张建军. S型ZnO/CdIn2S4光催化剂制备H2O2偶联苄胺氧化的超快电子转移飞秒吸收光谱研究[J]. 物理化学学报, 2025, 41(6): 100064 - . |
| [11] | 李朋, 崔元映, 王中辽, DawsonGraham, 邵春风, 代凯. CeO2/Bi19Br3S27 S型异质结的高效界面电荷转移用于增强光催化CO2还原[J]. 物理化学学报, 2025, 41(6): 100065 - . |
| [12] | 吴金往, 谢琦靖, 张成亮, 史海峰. 自旋极化增强ZnFe1.2Co0.8O4/BiVO4 S型异质结光催化性能降解四环素[J]. 物理化学学报, 2025, 41(5): 100050 - . |
| [13] | 魏勉, 程畅, 何博文, 程蓓, 戚克振, 别传彪. 无机-有机CdS/YBTPy S型光催化剂高效产氢及其机理[J]. 物理化学学报, 2025, 41(12): 100158 - . |
| [14] | 马德运, 梁凤兰, 薛清泉, 刘艳萍, 庄春强, 李世杰. 界面工程与氧空位协同策略促进Cd0.5Zn0.5S/BiOBr S型异质结高效光催化去除抗生素[J]. 物理化学学报, 2025, 41(12): 100190 - . |
| [15] | 雷嘉莉, 王娟, 张文慧, 王国宏, 梁子辉, 李金懋. TiO2/CdIn2S4 S型异质结光催化剂促进光催化产氢耦合香兰醇氧化[J]. 物理化学学报, 2025, 41(12): 100174 - . |
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