物理化学学报 >> 2025, Vol. 41 >> Issue (8): 100084.doi: 10.1016/j.actphy.2025.100084
所属专题: 光催化中的S型异质结
蔡家杰1, 程畅2, 刘博文1, 张建军2,*(
), 姜传佳3,*(
), 程蓓1,*(
)
收稿日期:2025-02-20
修回日期:2025-03-10
录用日期:2025-03-24
发布日期:2025-06-07
通讯作者:
Email: zhangjianjun@cug.edu.cn (张建军)jiangcj@nankai.edu.cn (姜传佳)chengbei2013@whut.edu.cn (程蓓)
基金资助:
Jiajie Cai1, Chang Cheng2, Bowen Liu1, Jianjun Zhang2,*(
), Chuanjia Jiang3,*(
), Bei Cheng1,*(
)
Received:2025-02-20
Revised:2025-03-10
Accepted:2025-03-24
Published:2025-06-07
Contact:
Email: zhangjianjun@cug.edu.cn (Jianjun Zhang)jiangcj@nankai.edu.cn (Chuanjia Jiang)chengbei2013@whut.edu.cn (Bei Cheng)
Supported by:摘要:
光催化分解水产氢具有广阔的应用前景。然而,单一光催化剂由于光生电子与空穴易复合,导致光催化产氢效率较低,严重制约了该技术的实际应用。构建异质结是克服这些缺点的有效策略,最近S型异质结脱颖而出,显示出了高效的促进电子和空穴分离的能力,同时最大限度地提高光催化剂的氧化还原能力。其中,基于聚合物的S型光催化剂正在兴起,但无机-有机S型异质结中的载流子动力学仍有待阐明。在本工作中,我们制备了由共轭聚合物双氧硫芴苯并二噻吩二酮(dibenzothiophene-S, S-dioxide-alt-benzodithiophene, DBTSO-BDTO)和硫化镉(CdS)组成的S型异质结,并研究了其光催化制氢的性能和界面电荷传输机制。利用原位辐照X射线光电子能谱验证了S型电子转移机理,并利用飞秒瞬态吸收光谱深入分析了S型异质结中载流子的动力学,证实有大量光生电子发生了界面电荷转移。由于S型异质结对载流子效率的提高和氧化还原能力的增强,复合材料的性能超过了DBTSO-BDTO和CdS,并且最优化复合材料的析氢速率达到3313 μmol·h−1·g−1,约为纯CdS的3倍。本工作为S型异质结的电子转移机制提供了新的视角,并可指导用于太阳能燃料生产的聚合物基光催化剂的开发。
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. doi: 10.1016/j.actphy.2025.100084
Jiajie Cai, Chang Cheng, Bowen Liu, Jianjun Zhang, Chuanjia Jiang, Bei Cheng. CdS/DBTSO-BDTO S-scheme photocatalyst for H2 production and its charge transfer dynamics[J]. Acta Phys. -Chim. Sin. 2025, 41(8), 100084. doi: 10.1016/j.actphy.2025.100084
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