Deciphering the Role of Bi Single Atoms in Bi‐In 2 S 3 for Robust Solar H 2 O 2 Photosynthesis: From Adsorption Geometry to Band Structure

密度泛函理论 半导体 带隙 电子结构 化学物理 催化作用 材料科学 吸附 纳米技术 光催化 光电子学 载流子 电子能带结构 工作(物理) 轨道杂交 异质结 电荷(物理) 金属 直接和间接带隙 混合功能 化学 计算化学 重组 结晶学 分子物理学 太阳能燃料 能量转换效率 双重角色 光伏 纳米晶 从头算量子化学方法 分子
作者
Dongdong Chu,Chao Xing,Dayu Sun,Qi Cheng,Ling Li
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
标识
DOI:10.1002/ange.5343535
摘要

ABSTRACT Achieving efficient solar‐to‐chemical conversion for H 2 O 2 synthesis is often hampered by fast charge recombination and the competitive side reactions. While single‐atom catalysts (SACs) are effective for regulating reaction pathways, the intricate interplay between p‐block metal atoms and the electronic structure of semiconductor hosts remains elusive. Herein, we report the construction of atomically dispersed Bi 3+ sites on an In 2 S 3 semiconductor host to achieve efficient solar H 2 O 2 synthesis. Density functional theory (DFT) calculations first elucidate the underlying electronic mechanism, identifying a pronounced Bi 6p–S 3p orbital hybridization that narrows the bandgap and enhances band dispersion. Guided by these theoretical insights, experimental characterizations confirm that the resulting Bi–S coordination motifs facilitate efficient interfacial charge separation and induce Pauling‐type O 2 adsorption. This adsorption mode significantly lowers the activation barrier for *OOH formation, directing the reaction along the selective 2e – ORR pathway. As a result, the Bi–In 2 S 3 photocatalyst achieves an H 2 O 2 production rate of 368.8 µM h −1 in pure water, far surpassing pristine In 2 S 3 and most reported inorganic photocatalysts. This work highlights the dual functionality of p‐block single atoms as both catalytic centers and electronic modulators, providing a robust strategy for unifying light harvesting and reaction‐pathway control in photocatalysis.
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
刚刚
小郭子应助光亮萤采纳,获得10
刚刚
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
刚刚
刚刚
orixero应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
今后应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
科目三应助mellory采纳,获得10
刚刚
科目三应助Crystal采纳,获得10
刚刚
Ava应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
jj应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
刚刚
思源应助科研通管家采纳,获得25
刚刚
希望天下0贩的0应助子良采纳,获得10
1秒前
1秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
完美世界应助咕噜咕噜采纳,获得10
1秒前
1秒前
ding应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
Orange应助负责纲采纳,获得10
1秒前
2秒前
2秒前
纪年完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
3秒前
酷酷傲霜发布了新的文献求助10
3秒前
科研狗应助小麦子采纳,获得30
3秒前
整齐珊珊发布了新的文献求助10
4秒前
小草没发布了新的文献求助10
4秒前
科研通AI6.4应助yy采纳,获得10
4秒前
4秒前
JamesPei应助戒骄戒躁采纳,获得10
4秒前
5秒前
小云发布了新的文献求助10
5秒前
英姑应助复杂颦采纳,获得10
5秒前
lsw发布了新的文献求助10
6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
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 590
Évora na Idade Média 555
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Stratospheric Ozone: A Textbook 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 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7359206
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8969333
关于积分的说明 19062039
捐赠科研通 7006088
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3222841
关于科研通互助平台的介绍 2386751
邀请新用户注册赠送积分活动 2203664