梯度异质结纳米纤维的可控多界面覆盖策略及其光催化产氢性能研究

本工作通过静电纺丝与二次生长技术成功制备了具有空间分离结构的TiO2/g-C3N4/ZnIn2S4多界面梯度异质结纳米纤维（MHNFs）。该设计通过主客体界面促进电荷分离，增强光生电子-空穴的可及性。实验证实其光催化产氢速率达4005.9 μmol·g-1·h?1，较二元体系提升2.5倍，为太阳能转换提供了创新设计范式。

　　

Engineering of core–shell interface

作为光催化领域经典而关键的设计范式，核壳结构因能通过II型异质结（Type II heterojunction）实现空间定向电荷分离而被广泛采用[40]。本研究制备了具有核壳结构的TiO₂/g-C₃N₄异质结纳米纤维。图1a的SEM图像清晰显示该异质结仍保持纳米纤维结构和三维网状毡结构，且TiO₂/g-C₃N₄纳米纤维具有...

Conclusions

通过静电纺丝技术结合二次生长技术，成功制备了具有梯度能带和可控覆盖度的三元TiO₂/g-C₃N₄/ZnIn₂S₄多界面异质结纳米纤维。合理的能带与界面工程设计增强了内建电场，提高了光生载流子分离效率，这一点通过理论模拟与实验研究得到验证。多界面提供了多重反应位点，梯度能带结构则为光生载流子传输开辟了高效路径，从而显著提升了光催化产氢性能。