Prolonging Charge Carrier Lifetime via Intraband Defect Levels in S‐Scheme Heterojunctions for Artificial Photosynthesis

异质结 载流子 超快激光光谱学 光电子学 电子转移 材料科学 光化学 化学物理 人工光合作用 物理 化学 光谱学 量子力学 光催化 生物化学 催化作用
作者
Feiyan Xu,Ying He,Jianjun Zhang,Guijie Liang,Chengyuan Liu,Jiaguo Yu
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (2): e202414672-e202414672 被引量:115
标识
DOI:10.1002/anie.202414672
摘要

Abstract S‐scheme heterostructure photocatalysts, distinguished by unique charge‐transfer pathways and exceptional catalytic redox capabilities, have found widespread applications in addressing challenging chemical processes, including the photocatalytic reduction of CO 2 with a high reaction barrier. Nevertheless, the influence of intraband defect levels within S‐scheme heterojunctions on charge separation, carrier lifetime, and surface catalytic reactions has, for the most part, been overlooked. Herein, we develop a tunable defect‐level‐assisted strategy to construct an electron reservoir, effectively prolonging the lifetime of charge carriers through the rapid capture and gradual release of photoelectrons within WO 3‐x /In 2 S 3 S‐scheme heterojunctions, as authenticated by femtosecond transient absorption spectroscopy and theoretical simulations. The surface photoredox mechanism, unraveled by Gibbs free energy calculations, demonstrates that oxygen‐vacancy‐induced defect states in WO 3‐x /In 2 S 3 heterojunctions unlock the rate‐determining H 2 O oxidation into free oxygen molecules by forming metastable oxygen intermediates, contributing to the facilitation of H 2 O photooxidation. This distinct role, combined with the extended carrier lifetime, results in boosted CO 2 photoreduction with nearly 100 % CO selectivity in the absence of any photosensitizer or scavenger. Our work sheds light on the role of controllable defect levels in governing charge transfer dynamics within S‐scheme heterojunctions, thereby inspiring the development of more advanced photocatalysts for artificial photosynthesis.
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
daomaihu发布了新的文献求助100
刚刚
Jasper的应助被慕念采纳,获得10
刚刚
刚刚
无极微光的应助被安详的白枫采纳,获得20
刚刚
传奇3的应助被傲娇的破茧采纳,获得10
刚刚
1秒前
1秒前
Kamal完成签到,获得积分10
1秒前
乐乐的应助被琦澜采纳,获得10
1秒前
Popeye发布了新的文献求助10
1秒前
在水一方的应助被满意的板凳采纳,获得10
2秒前
orixero的应助被黄逸剑采纳,获得10
2秒前
houl完成签到,获得积分10
2秒前
jinjinshan发布了新的文献求助10
3秒前
Anzie完成签到,获得积分20
3秒前
merlyn完成签到,获得积分10
3秒前
学术雷锋发布了新的文献求助10
3秒前
整齐听南发布了新的文献求助10
4秒前
K1ro完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
6秒前
6秒前
满意的盼山完成签到,获得积分10
9秒前
unicornmed完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
czz014完成签到,获得积分0
10秒前
zyh发布了新的文献求助10
10秒前
gyq完成签到,获得积分10
11秒前
13秒前
哈哈哈发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
jinjinshan完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
长安完成签到 ,获得积分10
14秒前
机灵梦菲完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
yany完成签到,获得积分10
15秒前
11发布了新的文献求助10
16秒前
mingquan宋完成签到 ,获得积分10
16秒前
GBY发布了新的文献求助20
17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
Energie-Contracting 1500
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Introduction to Industrial/Organizational Psychology 800
Topological Photonics: Fundamentals and Applications 500
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 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8093205
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9505355
关于积分的说明 21446991
捐赠科研通 7666581
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3405559
关于科研通互助平台的介绍 2533796
邀请新用户注册赠送积分活动 2444601