Surface Amination for Site‐Selective Activation of Cd Centers in High‐Entropy Sulfide Photocatalysts

化学 催化作用 胺化 密度泛函理论 光电流 光催化 光化学 硫化物 硫化镉 离解(化学) 硫化氢 氢 组合化学 光催化分解水 电子结构 金属 无机化学 合理设计 制氢 钯 活动站点 化学工程 穆利肯种群分析
作者
Jing Wang,Xinyi Shi,Chunyu Wang,Chaojie Fan,Z X Sun,Yuping Wu
出处
期刊:Small methods [Wiley]
卷期号:10 (11): e70726-e70726 被引量:1
标识
DOI:10.1002/smtd.70726
摘要

ABSTRACT High‐entropy sulfides offer exceptional compositional tunability for catalytic optimization, yet their photocatalytic hydrogen evolution activity is often limited by inefficient charge transfer and poorly activated surface metal sites. Here, we report a surface‐functionalized Zn─Cd─Co─Cu─Mn high‐entropy sulfide, in which amino (─NH 2 ) ligands selectively activate Cd centers, enabling efficient cocatalyst‐free photocatalytic hydrogen evolution. Surface amination induces the formation of high‐surface‐area two‐dimensional nanosheets and simultaneously modulates the local electronic structure of Cd sites. As a result, the aminated high‐entropy sulfide exhibits a threefold enhancement in photocurrent density and a 16.25‐fold increase in hydrogen evolution rate relative to the non‐functionalized counterpart. Spectroscopic analyses combined with density functional theory calculations reveal that ─NH 2 coordination enhances the electronic accessibility of Cd 4d states, strengthens reactant‐surface coupling, and substantially lowers the energy barriers for both water dissociation and hydrogen evolution. This work establishes surface coordination engineering as a general strategy to unlock the catalytic potential of high‐entropy sulfides and provides a rational pathway toward efficient, cocatalyst‐free photocatalysts.
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