WO3/In2S3 S型异质结中通过W-S键的界面电子转移增强光催化产H2O2OA
Interfacial electron transfer in WO3/In2S3 S-scheme heterojunctions via W-S bonds for enhanced photocatalytic H2O2 production
梯型(S型)异质结因其独特的电荷转移机制以及最大化光生电子和空穴的氧化还原能力而脱颖而出,已被广泛用于应对日益严峻的能源危机和环境挑战.本文通过界面W-S配位键在多孔WO3纳米纤维上生长In2S3纳米片,开发了无贵金属的WO3/In2S3 S型异质结.在WO3/In2S3异质界面形成的W-S键构建了快速电荷传输通道,加速了载流子分离,并促进了光催化H2O2的生成.优化后的WO3/In2S3复合材料(WI-25)实现了1349.2 μmol g-1 h-1的优异光催化H2O2产率.原位辐照X射线光电子能谱(ISI-XPS)、偏态密度(PDOS)计算、电子顺磁共振(EPR)和飞秒瞬态吸收光谱(fs-TAS)共同验证了由界面配位键介导的S型电荷转移路径.本研究为构建具有界面配位键的S型异质结以提高光催化性能提供了一种合理策略.
Step-scheme(S-scheme)heterojunctions stand out owing to their unique charge transfer mechanism and the maximized redox capacities of photoexcited electrons and holes,and have been widely exploited to address the ever-growing energy crisis and environmental challenges.Herein,noble-metal-free WO3/In2S3 S-scheme heterojunctions have been developed by growing In2S3 nanosheets on porous WO3 nanofibers via interfacial W-S coordination bonds.The W-S bonds formed at the WO3/In2S3 heterointerface construct rapid charge transport channels,accelerate carrier separation,and boost photocatalytic H2O2 evolution.The optimized WO3/In2S3 composite(WI-25)delivers an outstanding photocatalytic H2O2 yield of 1349.2 μmol g-1 h-1.In situ irradiated X-ray photoelectron spectroscopy(ISI-XPS),partial density of states(PDOS)calculations,electron paramagnetic resonance(EPR),and femtosecond transient absorption spectroscopy(fs-TAS)collectively verify the S-scheme charge transfer pathway mediated by interfacial coordination bonds.This work offers a rational strategy for constructing S-scheme heterojunctions with interfacial coordination bonds to improve photocatalytic performance.
朱文君;施锦;张勇;闫盼盼;李猛;别传彪
湖北理工学院新材料与绿色化工学院,矿区环境污染控制与修复湖北省重点实验室,湖北 黄石 435003湖北理工学院新材料与绿色化工学院,矿区环境污染控制与修复湖北省重点实验室,湖北 黄石 435003湖北理工学院新材料与绿色化工学院,矿区环境污染控制与修复湖北省重点实验室,湖北 黄石 435003中国地质大学太阳燃料实验室,材料与化学学院,湖北 武汉 430078南宁师范大学广西天然高分子化学与物理重点实验室,广西壮族自治区 南宁 530001中国地质大学太阳燃料实验室,材料与化学学院,湖北 武汉 430078
化学化工
光催化S型异质结界面电荷转移过氧化氢三氧化钨
PhotocatalysisS-scheme heterojunctionInterfacial charge transferHydrogen peroxideTungsten trioxide
《物理化学学报》 2026 (11)
123-138,16
本研究得到了湖北理工学院人才引进计划(编号:24xjz12R)湖北省教育厅研究项目(编号:Q20244508)湖北省自然科学基金创新发展联合基金黄石重点项目(编号:2025AFD004)国家自然科学基金(项目批准号:22378103和52272290)湖北省自然科学基金(编号:2025AFB492)以及中国地质大学(武汉)人才岗位科研启动经费资助(项目编号:2025097)的资助.
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