Epitaxial In Situ Grown Heterojunction with 5s–3p–6p Orbital Coupling for Efficient Photocatalytic Methanol Reforming Toward Hydrogen and Formaldehyde Evolution

材料科学 异质结 轨道杂交 原子轨道 外延 离解(化学) 光催化 制氢 氢 化学物理 蒸汽重整 分子轨道 光化学 催化作用 化学工程 甲醇 纳米技术 联轴节(管道) 密度泛函理论 基质(水族馆) 电子转移 键裂 纳米颗粒 电子 原位 光电子学 电子结构 分解水
作者
Wei Ren,Jinhe Li,Weikang Wang,Xiaohui Yu,Guijie Liang,Junjie Mao,Lele Wang,Juan Yang,Qinqin Liu
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adfm.79501
摘要

ABSTRACT Photocatalytic methanol reforming affords a sustainable route for the synergistic production of hydrogen and high‐value formaldehyde; however, the atomic‐scale orbital interactions that fundamentally govern interfacial charge transfer and substrate activation remain a critical challenge. Herein, we overcome this challenge by developing a gradient 5 s –3 p –6 p (Cd 5 s –S 3 p –Bi 6 p ) orbital coupling strategy via in situ epitaxial growth of Bi 2 S 3 on CdS (BS/CdS‐H). This orbital coupling is defined as the gradient hybridization of Cd 5 s , S 3 p , and Bi 6 p orbitals across the epitaxial interface, forming a continuous orbital network that creates a directional electron migration channel and tailors the Cd 5 s orbital occupancy. Consequently, it simultaneously promotes interfacial charge separation and modulates Cd 5 s –O 2 p hybridization, which primarily facilitates O–H dissociation and thereby modulates the kinetic barrier for the subsequent C–H bond cleavage toward HCHO formation. The BS/CdS‐H heterojunction delivers exceptional H 2 and HCHO co‐production rates of 5111.7 and 4630.0 µmol g −1 , representing 47.2‐ and 72.8‐fold enhancements over pristine CdS. This work establishes atomic‐scale orbital coupling as a predictive design principle that transcends conventional band‐alignment paradigms, offering a versatile orbital‐engineering framework for rational development of high‐efficiency solar fuel co‐conversion systems.
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
2秒前
2秒前
是绿子吖发布了新的文献求助10
3秒前
liuzhanyu对应助文件撤销了驳回
5秒前
yy发布了新的文献求助10
5秒前
戴紫璇发布了新的文献求助10
7秒前
橘子完成签到,获得积分10
7秒前
情怀的应助被救我采纳,获得10
7秒前
我是老大的应助被灵书妙探采纳,获得10
8秒前
含蓄的白莲完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
10秒前
kun完成签到 ,获得积分10
11秒前
万能图书馆的应助被甜美柏柳采纳,获得10
12秒前
12秒前
15秒前
zzic发布了新的文献求助10
15秒前
Nsy9802发布了新的文献求助30
15秒前
SciGPT的应助被念汐采纳,获得10
16秒前
17秒前
19秒前
19秒前
汉堡包的应助被zzic采纳,获得10
20秒前
Shenghuini发布了新的文献求助10
20秒前
咸鱼打滚发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
爆米花的应助被sunnyfish007采纳,获得20
22秒前
22秒前
桐桐的应助被明亮采纳,获得10
24秒前
希望天下0贩的0的应助被Heuoo采纳,获得10
24秒前
灵书妙探发布了新的文献求助10
24秒前
欣喜书易完成签到 ,获得积分10
24秒前
救我发布了新的文献求助10
25秒前
蓝玉完成签到,获得积分10
26秒前
Sherry顺利毕业版完成签到,获得积分10
29秒前
30秒前
研友_VZG7GZ的应助被Caily233采纳,获得10
32秒前
甜美柏柳发布了新的文献求助10
33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
RNA结合蛋白调控丝状真菌次级代谢的分子机制及功能研究 2000
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1080
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Critical Psychology 600
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
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 8145407
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9544400
关于积分的说明 21662516
捐赠科研通 7731360
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3422669
关于科研通互助平台的介绍 2547774
邀请新用户注册赠送积分活动 2465502