An interfacial C-S bond bridged S-scheme ZnS/C3N5 for photocatalytic H2 evolution: Opposite internal-electric-field of ZnS/C3N4, increased field strength, and accelerated surface reaction

光催化 电场 领域(数学) 材料科学 曲面(拓扑) 光化学 化学 催化作用 物理 有机化学 几何学 数学 量子力学 纯数学
作者
Shouchun Ma,Dong Yang,Bing Li,Yina Guan,Maoquan Wu,Jie Wu,Yongmei Guo,Sheng Li,Li Liu,Tongjie Yao
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier BV]
卷期号:664: 960-971 被引量:25
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2024.03.011
摘要

An interfacial CS bond bridged ZnS/C3N5 heterojunction was constructed for photocatalytic H2 evolution. Different from traditional type-II ZnS/C3N4 heterojunction, the electron transfer followed S-scheme pathway, due to opposite internal-electric-field (IEF) directions in these two heterojunctions. The CS bond formation was carefully investigated, and they were susceptive to the preparation temperatures. In photocatalytic reaction, CS bond was functioned as the "high-speed channel" for electron separation and transfer, and the IEF strength in ZnS/C3N5 was 1.86 × 108 V/m, 2.6 times higher than that in ZnS/C3N4. Moreover, the CS bond also altered the surface molecular structure of ZnS/C3N5, and hence the surface reaction was accelerated via improving H2O adsorption and activation behaviors. Benefiting from the S-scheme pathway, enhanced IEF strength, and accelerated surface reaction, the photocatalytic H2 production over ZnS/C3N5 reached up to 20.18 mmol/g/h, 3.2 and 2.5 times higher than those of ZnS/C3N4 and ZnS/C3N5-300 without CS bond.
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