Bi─O Bridges Trigger Lattice Strain‐Electronic Synergy at Inherent In Sites in ZnIn 2 S 4 for Boosting Solar‐to‐H 2 O 2 Conversion

Boosting(机器学习) 半导体 密度泛函理论 格子(音乐) 吸附 化学 纳米技术 化学物理 法拉第效率 材料科学 光催化 工作职能 电子 双重角色 能量转换效率 宽禁带半导体 原位 工作(物理) 场效应晶体管 光合作用 光电子学
作者
Fangyuan Chen,Gaoqing Cao,Qian Liu,Yingnan Duan,Weizun Li,Zhurui Shen
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (47): e202518232-e202518232 被引量:14
标识
DOI:10.1002/anie.202518232
摘要

Abstract Artificial H 2 O 2 photosynthesis without sacrificial agents represents a promising yet challenging route for sustainable chemical production, hindered by low solar‐to‐chemical conversion (SCC) efficiency (natural photosynthesis is only ∼0.1%). Notably, the abundant inherent active sites within base semiconductors remain substantially underutilized. Here, we incorporate Bi into ZnIn 2 S 4 (ZIS) lattices through atomic‐level Bi─O coordination, activating inherent In sites via synergistic lattice strain and electron rearrangement. Multiscale characterization confirms the formation of BiO 2 S 2 –ZIS with quantified 1.51% lattice elongation. Integrated theoretical calculations and in situ spectroscopic analyses reveal that Bi─O coordination increases electron density at adjacent In sites, which lowers the p ‐band center and enhances carrier separation. Meanwhile, lattice strain strengthens Bi─O orbital hybridization and weakens In─O covalency. Thus, these effects cooperatively optimize carrier dynamics. Then, the O 2 adsorption is Pauling‐type at In site to Yeager‐type adsorption at the In─Bi dual sites. Simultaneously, Bi─O bridges function as proton reservoirs to facilitate *OOH formation and *H 2 O 2 synthesis through enhanced Coulombic interactions. The resulting strain‐electron synergy achieves an unprecedented H 2 O 2 production rate of 6.06 mmol g −1 h −1 and 2.32% SCC efficiency, surpassing all reported inorganic semiconductor photocatalysts. This work demonstrates exceptional photocatalytic performance and establishes a highly effective strategy for inherent site activation.
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
三毛完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
科研混子完成签到 ,获得积分10
2秒前
小山己几完成签到,获得积分10
2秒前
zt完成签到,获得积分10
3秒前
贝star完成签到,获得积分10
5秒前
朱哥永正完成签到,获得积分10
6秒前
Dayn发布了新的文献求助10
7秒前
坚强的安柏完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
臭皮完成签到,获得积分10
9秒前
贪玩飞机完成签到,获得积分10
9秒前
热情的白风完成签到,获得积分10
9秒前
风_Feng完成签到,获得积分10
10秒前
哈哈完成签到,获得积分10
10秒前
pk39完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
keleboys完成签到 ,获得积分10
13秒前
gavin完成签到,获得积分10
14秒前
清脆野狼发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
15秒前
小小咸鱼发布了新的文献求助20
18秒前
wxh完成签到 ,获得积分10
18秒前
雨渺清空完成签到 ,获得积分10
19秒前
准静止锋发布了新的文献求助10
19秒前
love454106完成签到,获得积分10
21秒前
小白医生不小白完成签到 ,获得积分10
21秒前
谷粱诗云完成签到,获得积分10
22秒前
miksa发布了新的文献求助10
22秒前
一瓶可乐鱼完成签到 ,获得积分10
22秒前
Gsrr完成签到 ,获得积分10
23秒前
25秒前
犹豫的夜完成签到,获得积分10
25秒前
Lwssss完成签到 ,获得积分10
26秒前
magic_sweets完成签到,获得积分10
26秒前
WSY完成签到 ,获得积分10
27秒前
甜蜜的荟完成签到,获得积分10
28秒前
随风ALW完成签到,获得积分10
29秒前
高分求助中
Clinical Epidemiology: The Essentials, 6e 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
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 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 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6534822
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8328026
关于积分的说明 17840453
捐赠科研通 5636365
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2934563
邀请新用户注册赠送积分活动 1910813
关于科研通互助平台的介绍 1769279