S‐Scheme g‐C3N4/CdS Heterostructures Grafting Single Pd Atoms for Ultrafast Charge Transport and Efficient Visible‐Light‐Driven H2 Evolution

材料科学 异质结 可见光谱 电荷(物理) 超短脉冲 光电子学 光学 物理 激光器 量子力学
作者
Rongjie Li,Huaxing Li,Xidong Zhang,Bowen Liu,Binglan Wu,Bicheng Zhu,Jiaguo Yu,Gang Liu,Lirong Zheng,Qingdao Zeng
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:34 (38) 被引量:66
标识
DOI:10.1002/adfm.202402797
摘要

Abstract Emerging step‐scheme (S‐scheme) heterostructures hold unique superiority in steering directional charge transport and reinforcing redox capacity, yet rational modification of S‐scheme heterostructures by single atoms (SAs) for efficient photocatalytic H 2 evolution is rarely reported. In this work, Pd SAs‐modulated organic–inorganic g‐C 3 N 4 /CdS S‐scheme heterostructures are designed and prepared by a one‐pot mechanochemical approach allowing for g‐C 3 N 4 nanosheets/CdS nanoparticles to confine atomically dispersed Pd co‐catalysts. The g‐C 3 N 4 /CdS S‐scheme charge‐transfer pathway is corroborated by a combination of in situ irradiated X‐ray photoelectron spectroscopy, electron paramagnetic resonance, and Kelvin probe force microscopy. Density functional theory (DFT) calculations, high‐angle annular dark‐field scanning transmission electron microscopy, and X‐ray absorption fine structure identify Pd‐S 3 and Pd‐N 2 atomic moieties underpinned by the electronic interaction between Pd SAs and g‐C 3 N 4 /CdS heterostructures, in which the d ‐band center of Pd SAs is optimized for proton adsorption thermodynamically. Further, the g‐C 3 N 4 /CdS S‐scheme heterostructures alongside Pd SAs in concert boost the rapid migration of photogenerated electrons (1.05 ps) via Pd─S and Pd─N bond‐derived channels. A maximal H 2 evolution rate of 85.66 mmol h −1 g −1 is achieved by 1 wt% Pd‐20 wt% g‐C 3 N 4 /CdS hierarchical composites. This work may guide the design of high‐efficiency S‐scheme‐based photocatalysts for solar‐to‐H 2 conversion and beyond.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
郭松发布了新的文献求助10
刚刚
Lucas应助老王采纳,获得10
1秒前
lqj完成签到,获得积分10
2秒前
传奇3应助YZ采纳,获得10
3秒前
充电宝应助zhanfu20采纳,获得10
3秒前
黑魔仙完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
淡定青槐完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
乔修亚完成签到 ,获得积分10
7秒前
megan完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
不朽完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
10秒前
shenmin完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
11秒前
端阳完成签到,获得积分10
11秒前
叶笑笑完成签到,获得积分10
11秒前
老王发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
123木头人发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
13秒前
大模型应助11采纳,获得10
15秒前
二马三乡发布了新的文献求助10
15秒前
无风风完成签到 ,获得积分20
16秒前
呆萌的芫发布了新的文献求助10
16秒前
文艺傲南发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
烟袅袅发布了新的文献求助10
17秒前
youseme发布了新的文献求助10
17秒前
愉快松鼠发布了新的文献求助10
17秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
18秒前
18秒前
18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
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Applied Linguistics: A Practical Guide 600
Research Methods for Applied Linguistics 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6403885
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8222868
关于积分的说明 17427734
捐赠科研通 5456352
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2883461
邀请新用户注册赠送积分活动 1859733
关于科研通互助平台的介绍 1701151