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
1秒前
Hello应助wnan_07采纳,获得10
2秒前
77发布了新的文献求助10
2秒前
Tourist完成签到,获得积分0
3秒前
4秒前
苹果小伙发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
珹钰钰发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
ldd关注了科研通微信公众号
5秒前
Lucas应助拓跋太英采纳,获得10
5秒前
6秒前
李开心发布了新的文献求助10
6秒前
swslgd发布了新的文献求助10
7秒前
SciGPT应助大请第一比巴比采纳,获得10
7秒前
7秒前
邓佳乐完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
9秒前
彭于晏应助Homura采纳,获得10
9秒前
10秒前
遇见0608完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
邓佳乐发布了新的文献求助10
11秒前
咸菜发布了新的文献求助10
11秒前
13秒前
shiyi0709给shiyi0709的求助进行了留言
13秒前
香蕉觅云应助11111采纳,获得10
13秒前
遇见0608发布了新的文献求助10
13秒前
英俊的铭应助滔滔采纳,获得10
13秒前
14秒前
无招发布了新的文献求助10
14秒前
Scorpia112举报贺同学求助涉嫌违规
15秒前
拓跋太英完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
桃桃奶盖发布了新的文献求助20
17秒前
爆米花应助限量版小祸害采纳,获得10
17秒前
17秒前
Nemo1234发布了新的文献求助10
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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
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 6526827
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8319840
关于积分的说明 17809019
捐赠科研通 5628475
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2929857
邀请新用户注册赠送积分活动 1906608
关于科研通互助平台的介绍 1766148