一种用于定向电子迁移和局部富集的电荷转移通道，在Co@ZnIn2S4/UiO-66体系中实现超高效氢气生成

《Journal of Colloid and Interface Science》：A charge transfer highway for directed electron migration and local enrichment in Co@ZnIn2S4/UiO-66 toward ultraefficient hydrogen evolution

　　

席琳|刘润宇|张金清|徐丹丹|刘铁成|唐康|王静兰|严蓓蓓|陈冠仪|程占军

摘要

开发高效的光催化剂以实现太阳能驱动的氢气（H₂）生成，依赖于精确的电荷管理。通过一种协同的顺序自组装和光沉积策略，合成了一种新型的三元异质结光催化剂1%Co@ZnIn₂S₄/UiO-66（1%Co@ZU）。在用于氢气生成的光催化水分解过程中，1%Co@ZU的氢气生成速率为46.40?mmol·g^?1·h^?1，在420?nm处的表观量子效率（AQE）为86.32%。UiO-66（UiO）与ZnIn₂S₄（ZIS）之间的S型异质结结构促进了电荷的有效分离。Co与ZIS之间的S键促进了电子从ZIS向Co的快速转移。电子在Co位点富集，能量障碍迅速降低。氢气吸附的自由能（ΔG_H?）的最优值为0.14?eV。本研究展示了能带对齐和界面设计在高性能光催化系统中的关键作用，这些系统可用于氢气生成及其他能量转换领域。