Orchestrating Single Ru Atoms and Second‐Shell Cation Vacancies in CdS Interfaced With Ti 3 C 2 T x MXene for Boosting Photocatalytic Hydrogen Evolution

材料科学 肖特基势垒 纳米颗粒 光催化 共价键 催化作用 肖特基二极管 量子点 反键分子轨道 吸附 纳米技术 化学物理 氢 双金属片 分解水 量子效率 氢键 电荷(物理) 半导体 制氢 兴奋剂 电子结构 密度泛函理论 原子轨道 光化学 结晶学 化学键 纳米笼 物理化学 光电子学
作者
R. W. Li,Heng Li,Huaxing Li,Xidong Zhang,Ying Zhao,Kai Feng,Wei Sun,Yang Zhou,Jiaguo Yu,Gang Liu,Xiaoying Qi,Lirong Zheng,Xuebo Chen
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:36 (37) 被引量:2
标识
DOI:10.1002/adfm.74535
摘要

ABSTRACT Precisely engineering the coordination shells of single‐atom catalysts (SACs) through defect control represents a powerful yet largely underexplored strategy to tailor their microenvironment and activity. Herein, Ru single atoms (SAs) and cadmium vacancies (V Cd ) are synergistically introduced into CdS nanoparticles coupled with Ti 3 C 2 T x MXene, forming Ru‐Cd 1‐x S/Ti 3 C 2 T x Schottky junctions with asymmetric Ru‒S 3 ‒V Cd motifs at both the surface and interface. Notably, the second‐shell V Cd cooperates with the Ru SAs to downshift the p‐band center ( ε p ) and optimize H 1s‐p antibonding orbital occupancy, enabling adjacent S sites to attain a near‐ideal hydrogen adsorption free energy (ΔG H* = −0.03 eV) and a ΔG 2H* value of 0.23 eV for the dihydrogen intermediate. Concurrently, V Cd ‐mediated Ru─O covalent bonds act as atomic bridges at the heterointerface, amplifying the built‐in electric field (BIEF) by 2.56 times and accelerating interfacial photoexcited charge transfer in 1.3 ps. With an ultralow Ru loading of 0.1 wt.%, the optimal Ru 0.1 ‐Cd 1‐x S/Ti 3 C 2 T x ‐1.5 wt.% composite achieves a photocatalytic H 2 evolution rate of 48.58 mmol g −1 h −1 , surpassing pristine CdS by a factor of 45.4, along with an apparent quantum efficiency (AQE) of 16.2% at 420 nm. This work establishes a new strategy for atomic‐level microenvironment engineering of SACs across both surfaces and heterointerfaces.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
刘富贵完成签到,获得积分10
3秒前
今后的应助被沸腾鱼采纳,获得10
3秒前
叁叁完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
小王要努力完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
万万发布了新的文献求助10
6秒前
充电宝的应助被零分阿姨采纳,获得10
6秒前
故里发布了新的文献求助10
6秒前
pow发布了新的文献求助10
6秒前
1liuxiaog完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
网线发布了新的文献求助10
8秒前
科研通AI6.2的应助被花三万俩采纳,获得10
8秒前
搜集达人的应助被丰富的筮采纳,获得10
9秒前
可可完成签到,获得积分20
9秒前
10秒前
12秒前
852的应助被赫连立果采纳,获得10
12秒前
翰1发布了新的文献求助10
12秒前
无极微光的应助被足力健采纳,获得20
13秒前
草莓夕夕发布了新的文献求助10
13秒前
期刊发布了新的文献求助10
14秒前
xzy998发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
15秒前
16秒前
共产主义战士的应助被pow采纳,获得10
16秒前
oo发布了新的文献求助10
16秒前
零分阿姨发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
英俊的铭的应助被Eina采纳,获得10
18秒前
不安子默发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
Planda发布了新的文献求助30
21秒前
T,发布了新的文献求助30
21秒前
21秒前
23秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Aspects of Post-SPE Phonology 2000
CODESSA 2000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Berberine regulates the TLR4 signaling pathway to suppress hypoxia-induced proliferation and migration of pulmonary arterial smooth muscle cells 520
Organizational Behavior 510
The Welfare Assembly Line: Public Servants in the Suffering City 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 化学工程 内科学 物理 生物化学 复合材料 催化作用 细胞生物学 人工智能 心理学 无机化学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7852353
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9371758
关于积分的说明 20679568
捐赠科研通 7449885
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3344426
关于科研通互助平台的介绍 2487009
邀请新用户注册赠送积分活动 2367436