Broad Light Absorption and Multichannel Charge Transfer Mediated by Topological Surface State in CdS/ZnS/Bi2Se3 Nanotubes for Improved Photocatalytic Hydrogen Production

材料科学 光催化 制氢 电荷(物理) 吸收(声学) 光电子学 光化学 纳米技术 催化作用 物理 有机化学 量子力学 复合材料 化学
作者
Yu‐Tong Xiong,W.C. Liu,Lin Tian,Pingli Qin,Xiang‐Bai Chen,Liang Ma,Qingbo Liu,Si‐Jing Ding,Qu‐Quan Wang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:34 (46) 被引量:58
标识
DOI:10.1002/adfm.202407819
摘要

Abstract Semiconductor heterojunctions have garnered extensive interest in photocatalytic hydrogen generation, yet the limited light absorption and charge transfer efficiencies still restrict the photocatalytic performance. The topological insulator has unique surface states and high‐mobility electrons, demonstrating the significant potential for enhancing photocatalysis. Herein, a ternary photocatalyst based on a topological insulator, in which CdS and ZnS nanoparticles are grown on Bi 2 Se 3 nanotube, is prepared for efficient photocatalysis driven by topological surface state for the first time. Under simulated solar light irradiation, the CdS/ZnS/Bi 2 Se 3 nanotubes display a robust photocatalytic hydrogen production rate of 7.13 mmol h −1 g −1 , which is 69.2 times of CdS and comparable to many CdS‐based photocatalysts. The unique hollow structure, topological surface state of Bi 2 Se 3 , and cooperative bandgap excitations of the three components endow the hybrids with wide light response to harvest solar energy. Meanwhile, the multichannel charge transfer facilitated by topological surface state and internal electric fields within the hybrids effectively suppresses the recombination of the photogenerated charge carriers. This mechanism maintains a high concentration of stable electrons on Bi 2 Se 3 , resulting in highly efficient hydrogen production. This work provides a new inspiration for designing heterojunction photocatalysts based on topological insulators for high‐efficiency solar‐driven energy conversion.
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
刚刚
睡个好觉完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
1秒前
风趣的觅翠完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
Elara完成签到,获得积分20
1秒前
1秒前
端庄蜡烛发布了新的文献求助10
1秒前
qqy关注了科研通微信公众号
2秒前
科研通AI6.2应助松月采纳,获得10
2秒前
jasonwee完成签到,获得积分0
2秒前
Orange应助阿飘采纳,获得10
3秒前
脑洞疼应助从容当归采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
1111关注了科研通微信公众号
4秒前
程smile笑完成签到,获得积分10
4秒前
Elara发布了新的文献求助10
5秒前
结实蜡烛发布了新的文献求助30
5秒前
5秒前
xyydnb发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
麦克雷发布了新的文献求助10
7秒前
Maestro_S应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
无情凝丹发布了新的文献求助20
7秒前
Juvenilesy应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
zr完成签到 ,获得积分10
7秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
友好的中蓝完成签到 ,获得积分10
8秒前
Maestro_S应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
清爽的巧蕊完成签到,获得积分10
8秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
TANGchenran发布了新的文献求助30
8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
内視鏡的に摘除しえた十二指腸乳頭部腫瘍の2例 660
On nonlinear stability of contact discontinuities. In: Hyperbolic problems: theory, numerics, applications (Stony Brook, NY, 1994) 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
微电子器件实验教程 400
The Neuroscience of Language 400
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 7679618
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9244409
关于积分的说明 19929131
捐赠科研通 7250121
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3287341
关于科研通互助平台的介绍 2445196
邀请新用户注册赠送积分活动 2290628