O, S-Dual-Vacancy Defects Mediated Efficient Charge Separation in ZnIn2S4/Black TiO2 Heterojunction Hollow Spheres for Boosting Photocatalytic Hydrogen Production

材料科学 制氢 光催化 异质结 可见光谱 载流子 带隙 热液循环 分解水 介孔材料 光电子学 化学工程 纳米技术 催化作用 有机化学 工程类 化学
作者
Bojing Sun,Jiaqi Bu,Yunchen Du,Xiaoyu Chen,Zhenzi Li,Wei Zhou
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:13 (31): 37545-37552 被引量:76
标识
DOI:10.1021/acsami.1c10943
摘要

Defective ZnIn2S4 nanosheets/mesoporous black TiO2 heterojunction hollow spheres (H-ZIS/b-TiO2) are prepared through hydrothermal and surface low-temperature hydrogenation strategies, which show broad-spectrum response and excellent charge separation efficiency. This H-ZIS/b-TiO2 flower-like heterojunction hollow spheres with a narrow band gap of ∼1.88 eV expand the light response to visible light and show excellent photocatalytic hydrogen evolution rate (278 μmol h–1 50 mg–1) under visible-light irradiation, which is 1.5 times as high as that of ZnIn2S4/black TiO2 heterojunction hollow spheres (ZIS/b-TiO2) (181 μmol h–1 50 mg–1). The excellent photocatalytic performance is due to the formation of O, S dual vacancies in b-TiO2 and H-ZIS providing more active sites for photocatalytic reaction and improving the charge separation efficiency, heterojunctions promoting transport of photogenerated carriers, and the hollow structure increasing light utilization by reflecting light. The novel heterojunction hollow sphere with high performance has broad application prospects in the field of energy.
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