Engineering Semi‐Reversed Quantum Well Photocatalysts for Highly‐Efficient Solar‐to‐Fuels Conversion

材料科学 光催化 纳米技术 工程物理 化学工程 催化作用 化学 有机化学 工程类
作者
Qing Yuan,Jindou Huang,Ang Li,Na Lu,Wei Lü,Yongan Zhu,Zhenyi Zhang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:36 (16) 被引量:21
标识
DOI:10.1002/adma.202311764
摘要

Abstract Semiconductor quantum wells (QWs) exhibit high charge‐utilization efficiency for light‐emitting applications due to their strong charge confinement effect. Inspired by this effect, herein, this work proposes a new idea to significantly improve the photo‐generated charge separation for attaining a highly‐efficient solar‐to‐fuels conversion process through “semi‐reversing” the conventional QWs to confine only the photo‐generated electrons. This electron confinement‐improved charge separation is implemented in the well‐designed model of the CdS/TiO 2 /CdS semi‐reversed QW (SRQW) structure. The latter is fabricated by selectively assembling CdS quantum dots (QDs) onto the {101} facets (ultra‐thin edge regions) of the TiO 2 nanosheets (NSs). Upon light excitation, the photo‐generated electrons of SRQW can be confined on the TiO 2 ‐{101} facets in the vicinity of the CdS/TiO 2 hetero‐interface. Thereby, the continuous multi‐electron injection to the adsorbed reactants on the interfacial active‐sites is significantly accelerated. Thus, the CdS/TiO 2 /CdS SRQW exhibits ≈35.7 and ≈56.0‐fold enhancements on the photocatalytic activities for water and CO 2 reduction, respectively, compared to those of pure TiO 2 . Correspondingly, its CH 4 ‐product selectivity is increased by ≈180%. This work provides a novel charge separation mechanism, which is of great importance for the design of the next‐generation quantum‐sized photocatalysts for solar‐to‐fuels conversion.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
瑶瑶完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
粗心的忆山完成签到,获得积分10
2秒前
醉熏的菲鹰完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
学茶小白完成签到,获得积分10
2秒前
bkagyin应助realfsj采纳,获得10
3秒前
雪影完成签到 ,获得积分10
3秒前
Criminology34完成签到,获得积分0
3秒前
ZYC007完成签到,获得积分10
4秒前
103x完成签到,获得积分10
5秒前
桐桐应助何hh采纳,获得10
5秒前
disjustar应助yar采纳,获得30
5秒前
5秒前
原电池完成签到,获得积分10
5秒前
Ss发布了新的文献求助10
5秒前
gk完成签到,获得积分10
5秒前
yongzaizhuigan完成签到,获得积分10
7秒前
wz发布了新的文献求助10
7秒前
欣喜的香彤完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
小白完成签到,获得积分10
10秒前
11111完成签到,获得积分10
10秒前
高贵幼枫完成签到 ,获得积分10
10秒前
11111发布了新的文献求助10
10秒前
禾禾禾完成签到 ,获得积分10
11秒前
小白完成签到,获得积分10
11秒前
yuanyuan完成签到 ,获得积分10
11秒前
西猫完成签到 ,获得积分10
12秒前
morry5007完成签到,获得积分10
12秒前
xin完成签到,获得积分10
13秒前
hh完成签到,获得积分10
13秒前
张大旭77完成签到 ,获得积分10
14秒前
杨明智完成签到 ,获得积分10
14秒前
14秒前
文献一搜就出完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
cvii完成签到,获得积分10
15秒前
CC_Galaxy完成签到 ,获得积分10
15秒前
聪明的宛菡完成签到,获得积分10
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
T/SNFSOC 0002—2025 独居石精矿碱法冶炼工艺技术标准 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6043190
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7803941
关于积分的说明 16238301
捐赠科研通 5188737
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2776709
邀请新用户注册赠送积分活动 1759747
关于科研通互助平台的介绍 1643301