Boosting light harvesting and charge separation in 3D porous WS2@C@ZnIn2S4 skeleton heterojunction for efficient solar fuels production

光催化 材料科学 异质结 Boosting(机器学习) 光伏系统 多孔性 分离(统计) 太阳能燃料 化学工程 环境科学 光电子学 化学 工程类 复合材料 计算机科学 催化作用 电气工程 有机化学 人工智能 机器学习
作者
Junhao Huang,Qingyong Tian,Huajian Feng,Chao Xue,Jun Li,Qun Xu
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:447: 137568-137568 被引量:49
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.137568
摘要

The reasonably designed 3D porous WS 2 @C@ZnIn 2 S 4 skeleton heterojunction photocatalyst has many structural merits, which are beneficial for enhancing the light-harvesting efficiency and providing interfacial charge-transfer pathways as well as facilitating mass transfer. These synergistic effects ensures that the surviving photo-excited charge carriers can reach more active sites, thus resulting in considerable photocatalytic H 2 evolution and CH 4 production performance, respectively. • A novel 3D porous WS 2 @C@ZnIn 2 S 4 skeleton heterojunction successfully synthesized. • The optimal photocatalyst exhibits considerable H 2 and CH 4 production performance. • The multiple diffuse reflection effect ensures broad light-harvesting property. • Photocatalytic mechanism was investigated by experimental and theoretical aspects. Construction of photocatalysts with efficient light-harvesting and charge separation properties for boosting photocatalytic hydrogen (H 2 ) evolution is still a challenge. Herein, a three-dimensional (3D) porous WS 2 @C@ZnIn 2 S 4 skeleton heterojunction is successfully synthesized by epitaxial growth of ZnIn 2 S 4 nanosheets on the WS 2 @C skeleton. The optimal WS 2 @C@ZnIn 2 S 4 photocatalyst exhibits considerable photocatalytic H 2 evolution rate (11.15 mmol·g −1 ·h −1 ) and CO 2 -to-CH 4 production performance (43.29 μmol·g −1 ), respectively. The high photocatalytic performance can be ascribed to the fact that multiple light reflection and scattering behaviors originated from 3D architecture facilitates to prolong the interaction length between photons and catalyst, which significantly enlarging the light-harvesting ability and utilization efficiency. Importantly, highly conductive WS 2 @C skeleton can drive photo-induced charge transportation from ZnIn 2 S 4 to WS 2 co-catalyst via the interfacial charge-transfer pathways. The DFT calculations further demonstrate the promotional effects of multiple diffuse reflection and separation of photo-generated carriers in photocatalytic H 2 evolution.
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
闻塔发布了新的文献求助10
2秒前
是丹丹呀完成签到,获得积分20
2秒前
3秒前
qc关注了科研通微信公众号
6秒前
8秒前
8秒前
华仔的应助被璐璐璐采纳,获得10
8秒前
超级秋灵完成签到,获得积分10
10秒前
12秒前
wkjtyeh发布了新的文献求助20
12秒前
12秒前
13秒前
优雅寻真发布了新的文献求助20
14秒前
15秒前
15秒前
烟花的应助被科研通管家采纳,获得10
16秒前
16秒前
秋风的应助被科研通管家采纳,获得10
16秒前
彭于晏的应助被科研通管家采纳,获得10
16秒前
16秒前
17秒前
dddd发布了新的文献求助10
17秒前
旷野完成签到,获得积分10
17秒前
shensi发布了新的文献求助10
18秒前
jiaanqiang完成签到,获得积分20
19秒前
Dou完成签到,获得积分10
19秒前
ViVi水泥要干喽完成签到 ,获得积分10
20秒前
yangmiemie发布了新的文献求助10
20秒前
AA完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
我是老大的应助被我爱科研采纳,获得10
23秒前
丰富睫毛膏完成签到,获得积分10
25秒前
25秒前
25秒前
MM完成签到 ,获得积分10
26秒前
Orange的应助被檀多多采纳,获得10
26秒前
27秒前
为常完成签到 ,获得积分10
27秒前
风飒飒发布了新的文献求助10
28秒前
29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
Rosenblum, Global Change Biology 800
自動車の空力技術 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Issues in Task-Based Language Teaching 500
Geschichtliche Grundbegriffe (GGB), Band 5: Pro–Soz 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7787493
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9325966
关于积分的说明 20408244
捐赠科研通 7376427
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3322265
关于科研通互助平台的介绍 2469967
邀请新用户注册赠送积分活动 2338807