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Nanoscale Janus Z‐Scheme Heterojunction for Boosting Artificial Photosynthesis

异质结 人工光合作用 杰纳斯 Boosting(机器学习) 材料科学 光催化 纳米尺度 纳米技术 光电子学 计算机科学 人工智能 催化作用 化学 生物化学
作者
Ke Su,Su‐Xian Yuan,Liyuan Wu,Zhaolei Liu,Min Zhang,Tong‐Bu Lu
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:19 (32) 被引量:12
标识
DOI:10.1002/smll.202301192
摘要

Artificial photosynthesis for CO2 reduction coupled with water oxidation currently suffers from low efficiency due to inadequate interfacial charge separation of conventional Z-scheme heterojunctions. Herein, an unprecedented nanoscale Janus Z-scheme heterojunction of CsPbBr3 /TiOx is constructed for photocatalytic CO2 reduction. Benefitting from the short carrier transport distance and direct contact interface, CsPbBr3 /TiOx exhibits significantly accelerated interfacial charge transfer between CsPbBr3 and TiOx (8.90 × 108 s-1 ) compared with CsPbBr3 :TiOx counterpart (4.87 × 107 s-1 ) prepared by traditional electrostatic self-assembling. The electron consumption rate of cobalt doped CsPbBr3 /TiOx can reach as high as 405.2 ± 5.6 µmol g-1 h-1 for photocatalytic CO2 reduction to CO coupled with H2 O oxidation to O2 under AM1.5 sunlight (100 mW cm-2 ), over 11-fold higher than that of CsPbBr3 :TiOx , and surpassing the reported halide-perovskite-based photocatalysts under similar conditions. This work provides a novel strategy to boost charge transfer of photocatalysts for enhancing the performance of artificial photosynthesis.
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