Fullerene–Graphene Acceptor Drives Ultrafast Carrier Dynamics for Sustainable CdS Photocatalytic Hydrogen Evolution

光催化 材料科学 载流子 分解水 石墨烯 光化学 超快激光光谱学 接受者 微秒 光催化分解水 量子效率 富勒烯 激发态 化学物理 光电子学 纳米技术 光谱学 原子物理学 催化作用 光学 化学 物理 凝聚态物理 量子力学 有机化学 生物化学
作者
Wenchao Wang,Ying Tao,Jinchen Fan,Zhiping Yan,Huan Shang,David Lee Phillips,Ming Chen,Guisheng Li
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:32 (23) 被引量:132
标识
DOI:10.1002/adfm.202201357
摘要

Abstract Ultrafast excited‐state decay and intrinsic charge carrier recombination restrain the photoactivity enhancement for solar‐to‐H 2 production. Here, a CdS‐fullerene/graphene (CdS‐F/G) photocatalyst is synthesized for enhancing visible‐light‐driven hydrogen generation from earth‐abundant water. The CdS‐F/G shows ultrafast interfacial electrons/holes transfer and holes self‐trapping process in photocatalysis. The in‐situ dynamic study from transient absorption spectroscopy reveals the sub‐microsecond‐lived excited states (≈172.6 ns), interfacial electron transfer (≈30.3 ps), and hole trapping (≈44.0 ps) in the CdS‐F/G photocatalyst. The efficient active species transportation and prolonged lifetime significantly enhance the charge separation state survival, increasing the photoactivity and photostability. Consequently, visible‐light activity enhancement (>400%) of H 2 evolution reaction (HER) is obtained at the CdS‐F/G photocatalyst with high stability (>36 h). The 127.2 µmol h −1 g −1 performance corresponding to a quantum efficiency of 7.24% at 420 nm is not only higher than the case of pristine CdS (29.2 µmol h −1 g −1 ) but also much higher than that of CdS‐Pt photocatalyst (73.8 µmol h −1 g −1 ). The cost‐effective CdS‐F/G photocatalyst exhibits a great potential for sustainable and high‐efficiency photocatalytic water splitting into clean energy carriers. Moreover, the optimized electronic structure associated with interfacial electrons/holes transfer and holes self‐trapping promotes overall water splitting for H 2 and O 2 generation.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
猪猪hero应助Anna采纳,获得10
2秒前
ladysansan完成签到,获得积分10
2秒前
科研通AI5应助Delia采纳,获得10
3秒前
冷静映寒完成签到,获得积分20
6秒前
云136发布了新的文献求助10
6秒前
陌上尘发布了新的文献求助10
7秒前
小蘑菇应助激动的慕凝采纳,获得10
8秒前
8秒前
在水一方应助明哥采纳,获得10
9秒前
CodeCraft应助Winter采纳,获得10
11秒前
12秒前
机灵柚子应助超帅千万采纳,获得20
12秒前
12秒前
12秒前
14秒前
明哥完成签到,获得积分10
16秒前
ladysansan发布了新的文献求助80
17秒前
18秒前
19秒前
我是老大应助执着的以晴采纳,获得20
20秒前
云136完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
fdsfd发布了新的文献求助10
23秒前
ding应助zky采纳,获得10
25秒前
pihou应助海的呼唤采纳,获得10
25秒前
26秒前
27秒前
肖旻发布了新的文献求助10
27秒前
dengdeng发布了新的文献求助30
28秒前
Kasom完成签到 ,获得积分10
29秒前
29秒前
29秒前
达乐发布了新的文献求助10
31秒前
木子发布了新的文献求助10
32秒前
后会无期完成签到,获得积分10
32秒前
33秒前
35秒前
36秒前
qiqi完成签到 ,获得积分10
37秒前
高分求助中
(禁止应助)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 800
水稻光合CO2浓缩机制的创建及其作用研究 500
Logical form: From GB to Minimalism 500
2025-2030年中国消毒剂行业市场分析及发展前景预测报告 500
The Netter Collection of Medical Illustrations: Digestive System, Volume 9, Part III – Liver, Biliary Tract, and Pancreas, 3rd Edition 400
Elliptical Fiber Waveguides 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4171129
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3706599
关于积分的说明 11695134
捐赠科研通 3392446
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1860702
邀请新用户注册赠送积分活动 920531
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 832740