叶立群教授ACS Catalysis：选择性100%！Cu1.95S@CuS助力CO2光还原

异质结构建和缺陷工程被认为是改善光生载流子转移和提高光催化性能的一种策略。

基于此，三峡大学叶立群教授（通讯作者）等人报道了将缺陷工程与异质结相结合，以提高Cu_1.95S@CuS的CO₂光还原活性。

Cu_1.95S@CuS减少了光生电荷载流子复合，促进了CuS向Cu_1.95S表面Cu空位的定向载流子转移，从而增强了CO₂的活化和CO₂向CO的光还原活性，产物选择性为100%。

通过DFT计算，作者研究了Cu_1.95S@CuS的电荷定向转移。从电子功函数可看出，CuS的WF值最小（3.95 eV），而Cu₂S-Cu的WF值为5.18 eV，表明CuS的光生电子转移势垒更低，通过电荷密度确定了Cu_1.95S@CuS异质结的电子转移方向。

在Cu_1.95S@CuS表面Cu空位附近富集了一定数量的电子，表明Cu_1.95S@CuS表面Cu空位是电子陷阱。同时，Cu空位的局域电子密度高于表面Cu原子的局域电子密度。

作者利用稳态PL研究了CuS、Cu_1.95S和Cu_1.95S@CuS的电荷分离效率。在稳态PL中，Cu_1.95S@CuS的峰值比CuS和Cu_1.95S的峰值更强烈。

时间分辨PL光谱结果表明，CuS、Cu_1.95S和Cu_1.95S@CuS都具有单一的寿命分量，它们是光生电子-空穴对的直接重组。

PL测试结果表明，Cu_1.95S@CuS的表面Cu空位和异质结界面可以有效地提高电荷分离效率。总之，CuS比Cu_1.95S更容易泵出光生电子，而从CuS泵出的激发自由电子更容易与空穴重新结合。

CO₂ Photoreduction Catalyzed by Cu-Deficient Cu_1.95S@CuS: Enhanced Performance via Boosted Directional Interfacial Charge Transfer. ACS Catal., 2023, DOI: 10.1021/acscatal.3c00492.

https://doi.org/10.1021/acscatal.3c00492.

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