Regulating intragap states in colloidal quantum dots for universal photocatalytic hydrogen evolution

量子点 材料科学 光催化 态密度 化学物理 制氢 密度泛函理论 吸收边 光化学 纳米技术 化学 光电子学 带隙 凝聚态物理 催化作用 计算化学 物理 有机化学 生物化学
作者
Mengke Cai,Xin Tong,Hongyang Zhao,Peisen Liao,Liang Pan,Guangqin Li,Zhiming M. Wang
出处
期刊:Applied Catalysis B-environmental [Elsevier BV]
卷期号:343: 123572-123572 被引量:10
标识
DOI:10.1016/j.apcatb.2023.123572
摘要

Understanding and manipulating intragap states in semiconductors may enable superior solar-to-hydrogen energy conversion. The effect of intragap states on photocatalysis usually remains unclear and is sometimes contradictory. Quantum-confined colloidal quantum dots (QDs) provide a unique platform to tune the density and distribution of intragap states due to their discrete energy levels. Herein, intragap active domains, composed of Cu vacancies (VCu′) and high-valent Cu (Cu⁎) defect states, are constructed in copper-deficient Zn-doped CuInS2 QDs. Note that these intragap states mainly exist at in-facet and on-edge defects in QDs, being away from the valence band maximum and close to Fermi level. Steady and transient optical spectra indicate that photoactivated Cu⁎ states serving as photoinduced absorption centers can facilitate the generation of long-lived hot electrons (ca. 85 ps) as a manifestation of phonon bottleneck. Synergistically, the VCu′ states enable the holes capture and electron-hole pairs decoupling to suppress ultrafast Auger-like hot carrier cooling (ca. 178 fs). Moreover, the on-edge defects are demonstrated to play an active role in mediating proton reduction kinetics through density functional calculation. As a result, the QDs exhibit an outstanding hydrogen generation rate of 50.4 mmol g-1 h-1 without any noble metal, meanwhile, various molecule oxidation and polymer degradation can be integrated with the hydrogen generation process.
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
Jasper应助qq690360303采纳,获得10
2秒前
tong发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
xkk完成签到,获得积分10
6秒前
cherishaa发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
张世纪发布了新的文献求助10
9秒前
小脚丫完成签到 ,获得积分10
11秒前
核桃发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
11秒前
Max完成签到,获得积分10
12秒前
dasfsdf完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
15秒前
15秒前
15秒前
张世纪完成签到,获得积分10
16秒前
yl发布了新的文献求助10
17秒前
tianguoheng完成签到,获得积分10
17秒前
HELI完成签到,获得积分20
19秒前
宇文游乐完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
忧心的南烟关注了科研通微信公众号
20秒前
qq690360303发布了新的文献求助10
20秒前
ZZZ完成签到,获得积分10
21秒前
qww发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
可爱的函函应助123RAIN采纳,获得10
22秒前
jason完成签到 ,获得积分10
22秒前
peir完成签到,获得积分10
22秒前
杰尼龟完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
新八完成签到,获得积分10
23秒前
Zurini发布了新的文献求助10
24秒前
liu完成签到,获得积分10
24秒前
hh完成签到,获得积分10
25秒前
动听的诗翠完成签到,获得积分10
26秒前
26秒前
高分求助中
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Annie Ernaux: De la perte au corps glorieux 600
Petrology and Plate Tectonics,2025 500
Moore's Clinically Oriented Anatomy 10th Edition 400
Direct and Iterative Linear System Solvers 400
Cardiopulmonary Bypass and Mechanical Support: Principles and Practice, Fifth Edition 400
Circular Polar Constellations Providing Continuous Single or Multiple Coverage Above a Specified Latitude 400
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 6761988
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8488590
关于积分的说明 18091810
捐赠科研通 6048028
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3011004
邀请新用户注册赠送积分活动 1987795
关于科研通互助平台的介绍 1962467