S-Scheme Heterojunction/Single-Atom Dual-Driven Charge Transport for Photocatalytic Hydrogen Production

光催化 制氢 异质结 X射线光电子能谱 分解水 材料科学 光催化分解水 催化作用 量子效率 密度泛函理论 光化学 纳米技术 化学工程 光电子学 化学 计算化学 工程类 生物化学 有机化学
作者
Huaxing Li,Rongjie Li,Yannan Jing,Bowen Liu,Quanlong Xu,Ting Tan,Gang Liu,Lirong Zheng,Li‐Zhu Wu
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:14 (10): 7308-7320 被引量:39
标识
DOI:10.1021/acscatal.4c00758
摘要

The rational design and modification of heterojunction photocatalysts aimed at achieving fast charge transport and efficient photocatalytic performance is a central goal of solar-light-driven water splitting and hydrogen evolution, yet this remains a challenge. Herein, we prepare a hierarchical photocatalyst composed of a few-layer violet phosphorene (VP), cadmium sulfide (CdS) nanoparticles (NPs), and Pd single atoms (SAs) by a facile one-step ball-milling strategy. The underlying VP/CdS p–n heterojunctions are verified to adopt S-scheme directional charge transfer by combining in situ irradiated X-ray photoelectron spectroscopy and electron paramagnetic resonance. The atomically dispersed Pd sites of the low-valence state coupled with the VP/CdS S-scheme heterojunctions synergistically achieve ultrafast electron transport (2.2 ps), in which the interfacial Pd–S and Pd–P bonds serve as electron transfer channels. In addition, density-functional theory calculations reveal the key role of Pd atoms in the enhancement of light-harvesting capacity and optimization of proton adsorption thermodynamics. A visible-light hydrogen production rate of 82.5 mmol h–1 g–1 is attained by an optimal 1 wt % Pd–5 wt % VP/CdS photocatalyst, which manifests a 54-fold increase with respect to that of CdS NPs, in addition to an apparent quantum efficiency (AQE) of 25.7% at 420 nm. This work showcases a valid combination of S-scheme heterojunctions and SAs for efficient charge separation promoting photocatalytic hydrogen evolution, and others.
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
刚刚
Hettl发布了新的文献求助10
1秒前
Owen应助称心的乘云采纳,获得10
4秒前
4秒前
搞怪的紫雪完成签到,获得积分10
4秒前
单纯谷云发布了新的文献求助10
5秒前
7秒前
7秒前
7秒前
子车茗应助glj采纳,获得30
8秒前
絮甯发布了新的文献求助10
8秒前
田格本发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
化学发布了新的文献求助10
11秒前
井哥儿发布了新的文献求助10
11秒前
隐形曼青应助欣慰的觅儿采纳,获得10
11秒前
Hettl完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
隐形曼青应助orange采纳,获得20
12秒前
科研通AI5应助斯人采纳,获得10
14秒前
万能图书馆应助化学采纳,获得10
14秒前
14秒前
15秒前
15秒前
15秒前
华仔应助高兴吐司采纳,获得10
17秒前
18秒前
19秒前
2023AKY发布了新的文献求助10
19秒前
十三完成签到,获得积分10
20秒前
cc发布了新的文献求助30
20秒前
20秒前
乐乐应助单纯谷云采纳,获得10
21秒前
李健应助田格本采纳,获得10
22秒前
22秒前
薄荷完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
石开222完成签到,获得积分10
24秒前
李晓萌完成签到 ,获得积分10
24秒前
24秒前
高分求助中
All the Birds of the World 4000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 3000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Am Rande der Geschichte : mein Leben in China / Ruth Weiss 1500
CENTRAL BOOKS: A BRIEF HISTORY 1939 TO 1999 by Dave Cope 1000
Machine Learning Methods in Geoscience 1000
Resilience of a Nation: A History of the Military in Rwanda 888
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3736171
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3279959
关于积分的说明 10017840
捐赠科研通 2996576
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1644187
邀请新用户注册赠送积分活动 781831
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 749475