Boosting photocatalytic CO2 reduction in a ZnS/ZnIn2S4 heterostructure through strain-induced direct Z-scheme and a mechanistic study of molecular CO2 interaction thereon

光致发光 材料科学 异质结 光催化 光谱学 载流子 半导体 漫反射红外傅里叶变换 氧化还原 紫外线 催化作用 光电子学 化学工程 化学 量子力学 物理 工程类 生物化学 冶金
作者
Amr Sabbah,Indrajit Shown,Mohammad Qorbani,Fang‐Yu Fu,Tsai-Yu Lin,Heng‐Liang Wu,Po‐Wen Chung,Chih‐I Wu,Svette Reina Merden Santiago,Ji‐Lin Shen,Kuei‐Hsien Chen,Li‐Chyong Chen
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier]
卷期号:93: 106809-106809 被引量:156
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2021.106809
摘要

Employing direct Z-scheme semiconductor heterostructures in photocatalysis offers efficient charge carrier separation and isolation of both redox reactions, thus beneficial to reduce CO2 into solar fuels. Here, a ZnS/ZnIn2S4 heterostructure, comprising cubic ZnS nanocrystals on hexagonal ZnIn2S4 (ZIS) nanosheets, is successfully fabricated in a single-pot hydrothermal approach. The composite ZnS/ZnIn2S4 exhibits microstrain at its interface with an electric field favorable for Z-scheme. At an optimum ratio of Zn:In (~ 1:0.5), an excellent photochemical quantum efficiency of around 0.8% is reached, nearly 200-fold boost compared with pristine ZnS. Electronic levels and band alignments are deduced from ultraviolet photoemission spectroscopy and UV-Vis. Evidence of the direct Z-scheme and carrier dynamics is verified by photo-reduction experiment, along with photoluminescence (PL) and time-resolved PL. Finally, diffuse-reflectance infrared Fourier transformed spectroscopy explores the CO2 and related intermediate species adsorbed on the catalyst during the photocatalytic reaction. This microstrain-induced direct Z-scheme approach opens a new pathway for developing next-generation photocatalysts for CO2 reduction.
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
huangfan完成签到,获得积分20
1秒前
科研通AI2S应助优雅的千凝采纳,获得10
1秒前
QL完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
涔雨发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
小马甲应助柳景凇采纳,获得10
4秒前
5秒前
小余发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
迷路卿完成签到,获得积分20
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
欸嘿完成签到,获得积分10
7秒前
加鲁鲁发布了新的文献求助10
7秒前
Honnan完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
爆米花应助zxf采纳,获得10
8秒前
40873完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
tesla发布了新的文献求助10
9秒前
猪猪hero发布了新的文献求助10
9秒前
神勇的晓凡完成签到,获得积分10
9秒前
olivia发布了新的文献求助10
10秒前
Ava应助沉静的颦采纳,获得10
10秒前
田様应助swordlee采纳,获得10
10秒前
LZY完成签到,获得积分10
10秒前
wubinbin发布了新的文献求助10
11秒前
快乐半山发布了新的文献求助10
12秒前
迷路卿发布了新的文献求助10
12秒前
多笑发布了新的文献求助10
13秒前
弥豆子完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
润润润发布了新的文献求助10
14秒前
付XR发布了新的文献求助30
14秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Mechanistic Modeling of Gas-Liquid Two-Phase Flow in Pipes 2500
Comprehensive Computational Chemistry 1000
Kelsen’s Legacy: Legal Normativity, International Law and Democracy 1000
Conference Record, IAS Annual Meeting 1977 610
Interest Rate Modeling. Volume 3: Products and Risk Management 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3552578
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3128653
关于积分的说明 9379124
捐赠科研通 2827818
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1554720
邀请新用户注册赠送积分活动 725544
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 715000