Mn-S chemical bond mediated Z-scheme photocatalyst boosting efficient H2 evolution with apparent quantum yield exceeding 32% under visible light

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作者
Zhi‐Ping Yan,Xin Wang,Ruiding Fei,Ruixue Zhu,Jianfeng Zhao,Wenchao Wang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:491: 152153-152153 被引量:3
标识
DOI:10.1016/j.cej.2024.152153
摘要

Developing a highly effective solar-to-H2 conversion system is a promising strategy for carbon neutrality. Here, we report a chemically bonded Z-scheme photocatalyst by specifically linking the conduction band site of ZnIn2S4 with the valence band site of Mn0.3Cd0.7S1-x. Deviates from the typical van der Waals interactions between two semiconductors, the in-built robust binding force (Mn-S bond) and charge transfer channel facilitates the electron mobility, minimizes detrimental deep charge trapping, and prolongs the active charge lifetime from 983 ps to 4250 ps. The sulfur vacancies in Mn0.3Cd0.7S1-x are partially refilled by atoms of the same element in ZnIn2S4 during the in-situ formation of heterojunctions, which promotes and solidates the establishment of interfacial chemical bonds. The optimal photocatalyst achieves a high quantum efficiency of 32.71 % at 420 nm. This study offers a new insights into the development of Z-Scheme heterojunctions via a synergistic approach involving doping, vacancy filling and strong interfacial chemical bonds.

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