Gradient Hydrogen Migration Modulated with Self-Adapting S Vacancy in Copper-Doped ZnIn2S4 Nanosheet for Photocatalytic Hydrogen Evolution

纳米片 材料科学 兴奋剂 空位缺陷 光催化 掺杂剂 化学物理 催化作用 纳米技术 结晶学 化学 光电子学 冶金 有机化学 生物化学
作者
Shuqu Zhang,Zhifeng Zhang,Yanmei Si,Bing Li,Fang Deng,Lixia Yang,Xia Liu,Weili Dai,Shenglian Luo
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:15 (9): 15238-15248 被引量:376
标识
DOI:10.1021/acsnano.1c05834
摘要

It is a challenge to regulate charge flow synergistically at the atomic level to modulate gradient hydrogen migration (H migration) for boosting photocatalytic hydrogen evolution. Herein, a self-adapting S vacancy (Vs) induced with atomic Cu introduction into ZnIn2S4 nanosheets was fabricated elaborately, which can tune charge separation and construct a gradient channel for H migration. Detailed experimental results and theoretical simulations uncover the behavior mechanism of Vs generation with Cu introduction after substituting a Zn atom tendentiously. Cu–S bond shrinkage and Zn–S bond distortion are presented around Vs areas. Besides, Vs induced by Cu introduction lowers the internal electric field to restrain electron transmission between layers, which are enriched on the Vs area because of the lower surface electrostatic potential. Atomic Cu and Vs show a synergistic effect for regulating regional charge separation due to the Cu dopant being a hole trap and Vs being an electron trap. The channels for H migration with gradient ΔGH0 are constructed by different S atom sites, which are modulated by Vs. Gradient H migration driven by a photothermal effect occurs on an identical surface without striding across a heterogeneous interface, which is a valid pathway with lower resistance for boosting H2 release. Ultimately, 5 mol % Cu confined in ZnIn2S4 nanosheets achieves an optimum photocatalytic hydrogen evolution activity of 9.8647 mmol g–1 h–1, which is 14.8 times higher than 0.6640 mmol g–1 h–1 for ZnIn2S4, and apparent quantum efficiency reaches 37.11% at 420 nm. This work demonstrates the behavior mechanism of atomic substitution and provides cognition for hydrogen evolution mechanism deeply.
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
vothuong完成签到,获得积分10
刚刚
平淡的翅膀完成签到 ,获得积分10
刚刚
耶啵耶啵耶完成签到,获得积分10
1秒前
superlit完成签到,获得积分10
1秒前
华仔应助王小明采纳,获得10
1秒前
2秒前
zouyun完成签到,获得积分10
2秒前
酪hao完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
zjz发布了新的文献求助10
2秒前
zyx发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
lvvvvvv完成签到,获得积分10
4秒前
我在云端完成签到,获得积分10
4秒前
11发布了新的文献求助10
4秒前
Mr_Shu完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
7秒前
纯情的小土豆完成签到,获得积分10
9秒前
何某人完成签到,获得积分10
9秒前
未闻星名完成签到,获得积分10
9秒前
田様应助zyx采纳,获得10
9秒前
152完成签到 ,获得积分10
9秒前
皮皮完成签到,获得积分10
9秒前
结实的白开水完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
暮夕梧桐完成签到,获得积分10
11秒前
科研通AI6.3应助11采纳,获得10
11秒前
云ch完成签到,获得积分10
12秒前
敏感的寒烟完成签到 ,获得积分10
12秒前
科研通AI2S应助Bin_Liu采纳,获得10
12秒前
大盘菜完成签到,获得积分10
13秒前
蓝天发布了新的文献求助30
13秒前
心灵美的海豚完成签到,获得积分10
14秒前
咩咩完成签到,获得积分10
14秒前
ll完成签到,获得积分10
14秒前
李爱国应助王小明采纳,获得10
15秒前
15秒前
GraveDiggaz完成签到,获得积分10
15秒前
快到郭里来完成签到,获得积分10
16秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
Dynamische Polarisation von H-1 und B-11 in (CH-3)-3NBH-3 500
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 7232387
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8858450
关于积分的说明 18685012
捐赠科研通 6898260
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3191903
关于科研通互助平台的介绍 2361806
邀请新用户注册赠送积分活动 2166304