孤立铜位点与自适应硫空位协同促进光催化肼辅助硝基芳烃还原

本文报道了一种在CdS中引入孤立Cu单原子（Cu SAs）与自适应硫空位（Svs）协同的光催化策略，实现了常温常压下硝基芳烃的高效还原。该体系以肼（N2H4）为空穴牺牲剂，避免了贵金属、高温、高压氢气或真空环境的使用，实现了97%的4-硝基苯胺（4-NA）在8分钟内转化，且无CO2排放。研究为构建绿色、高效的光催化加氢反应系统提供了新思路。

　　

结构表征和组分分析

Cu-CdS的制备示意图如图1a所示。简而言之，将CdCl₂、Cu(NO₃)₂·3H₂O和C₅H₁₀NNaS₂（DDTC）等成分溶解在去离子水中形成均相溶液。经过老化和干燥后，得到的Cu-Cd(DDTC)₂前驱体进行溶剂热处理，最终得到Cu-CdS产物。通过X射线衍射（XRD）研究了所制备样品的晶体结构。如图S2a所示，XRD特征峰表明成功合成了具有六方纤维矿结构的CdS。

结论

总之，我们通过巧妙地将Cu单原子（Cu SAs）和硫空位（Svs）双活性位点集成到纳米棒状CdS结构上，开发出了用于在环境条件下高效光催化N₂H₄辅助还原硝基芳烃的Cu-CdS催化剂。通过联合表征揭示了掺杂Cu SAs后电子结构、电荷载流子动力学和催化行为的演变。此外，Cu SAs和自适应Svs分别作为空穴陷阱和电子富集区，协同促进了光生电荷载流子的有效分离和寿命延长，从而实现了优异的催化性能。