半導(dǎo)體中光誘導(dǎo)電荷載流子的快速?gòu)?fù)合限制了半導(dǎo)體光催化劑的光催化應(yīng)用。有鑒于此，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)余家國(guó)院士、張建軍、武漢理工大學(xué)曹少文研究員等基于Mn0.5Cd0.5S納米棒的超晶格界面和S-scheme異質(zhì)結(jié)可以顯著促進(jìn)電荷的超快速分離和遷移。
Mn0.5Cd0.5S納米棒中軸向分布的閃鋅礦/纖鋅礦超晶格界面在均勻內(nèi)部電場(chǎng)的推動(dòng)下，更有效的促進(jìn)光生電荷載流子的重新分布，促進(jìn)光生載流子的體相分離。因此，Mn0.5Cd0.5S納米棒與MnWO4納米粒子之間的S型異質(zhì)結(jié)可通過(guò)異質(zhì)內(nèi)電場(chǎng)進(jìn)一步加速電荷載流子的表面分離。隨后，光電子被吸附H2O捕獲的速度可達(dá)ps。
（2）
在模擬太陽(yáng)輻照條件下，無(wú)需任何助催化劑，光催化生成H2產(chǎn)率達(dá)到54.4 mmol g-1 h-1。與對(duì)照樣品相比，產(chǎn)量提高了約5倍，在420 nm測(cè)得的表觀量子效率為63.1%。這項(xiàng)工作為設(shè)計(jì)高效光催化的協(xié)同界面結(jié)構(gòu)提供了一種方案。
參考文獻(xiàn)
Wan, S., Wang, W., Cheng, B. et al. A superlattice interface and S-scheme heterojunction for ultrafast charge separation and transfer in photocatalytic H2 evolution. Nat Commun 15, 9612 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-53951-6
https://www.nature.com/articles/s41467-024-53951-6
