Generation of Lattice Strain in CdS Promotes Photocatalytic Reduction of CO2

光催化 结晶度 电场 材料科学 催化作用 电子 格子(音乐) 化学物理 纳米技术 化学工程 化学 光化学 复合材料 物理 声学 生物化学 量子力学 工程类
作者
Xiaoyu Liang,Xinkui Wang,Xinxin Zhang,Sisi Lin,Min Ji,Qinggang Liu,Min Wang
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:14 (7): 4648-4655 被引量:51
标识
DOI:10.1021/acscatal.4c00016
摘要

The key to photocatalysis lies in the efficient separation and migration of photogenerated carriers to the surface for participation in the reaction. However, the recombination of electrons and holes is a major hindrance that reduces the photocatalysis activity. Herein, we developed a method to introduce lattice strain by regulating the crystallinity of the material, thus resulting in an intensive polarization internal electric field, which can promote the separation process of electrons and holes and improve the efficiency of photocatalysis. The degree of strain can be controlled by the solvothermal temperature. Compared with CdS-160 °C, CdS-100 °C with a larger lattice strain degree and internal electric field contributed to a 7-fold enhanced photocatalytic CO evolution from CO2; in addition, the CO/H2 ratio was also increased by 4 times. This study reports the important effects of lattice strain and internal electric field on photogenerated carrier separation and migration, providing valuable insights for designing efficient photocatalysts.
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