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將光催化制氫和有機氧化反應結合，能夠避免使用犧牲性試劑，而且能夠同時生成高附加值化學品和氫能。但是光催化反應活性通常受到緩慢的電子-空穴分離以及非常有限的氧化還原電勢的影響。

有鑒于此，中國地質大學余家國院士、張留洋等報道通過DFT計算篩選，使用Ni摻雜Zn_0.2Cd_0.8S量子點和TiO₂微球耦合構筑S異質結光催化劑。

主要內容

（1）

Zn_0.2Cd_0.8S的Ni摻雜能夠調節S位點用于光催化制氫，界面Ni-O化學鍵提供原子級的電荷轉移通道，降低電荷轉移的能壘。通過DFT理論計算說明異質結產生更強的內建電場，從而改善電荷的形成和分離。

（2）

通過飛秒瞬態光吸收光譜表征，說明電子首先轉移到Ni²⁺位點，隨后轉移到S位點。設計的光催化劑實現了高達6.96 mmol g^-1 h^-1的制氫速率，同時N-芐基芐胺的生成速率達到3.19 mmol g^-1 h^-1。這項工作從原子級別給出了調控催化位點的配位結構和光催化劑的內建電場能夠有助于提高S異質結光催化劑的性能。

參考文獻

Bowen He, Peng Xiao, Sijie Wan, Jianjun Zhang, Tao Chen, Liuyang Zhang, Jiaguo Yu, Rapid charge transfer endowed by interfacial Ni-O bonding in S-scheme heterojunction for efficient photocatalytic H₂ and imine production, Angew. Chem. Int. Ed. 2023

DOI: 10.1002/anie.202313172

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202313172