Cu2-xS/Cd0.5Mn0.5S空心立方体S型异质结光催化剂提升光催化性能的研究

《Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry》：The improved photocatalytic performance over Cu 2-xS/Cd xMn 1-xS hollow cube S-scheme heterojunction photocatalyst

本文成功构建了具有核壳空心立方结构的Cu2-xS/Cd0.5Mn0.5S（CMS）S型异质结光催化剂。该独特结构通过形成界面电场显著提升了光生载流子分离效率，在可见光下实现高效产氢（2597.6 μmol·L?1·h?1）和固氮（38.4 μmol·L?1·h?1），为太阳能转化提供了新策略。

　　

亮点

本研究通过构建独特的核壳空心立方结构，在Cu_2-xS与CMS界面形成稳定的S型异质结（S-scheme heterojunction），不仅保留了催化剂的高氧化还原电位，还建立了界面电场，显著提升光吸收效率和光生电荷分离效率。

结果与讨论

通过X射线衍射（XRD）对样品晶相进行分析，结果显示CMS在2θ = 25.1°、26.7°、30.8°等处出现特征衍射峰，与文献报道一致，证明CMS成功制备。Cu_2-xS/CMS复合材料的衍射峰表明二者成功复合，且空心立方结构有效增加了比表面积（32.59 m²/g），为光催化反应提供更多活性位点。

结论

本研究通过水热法成功制备了新型Cu_2-xS/CMS空心立方结构光催化剂。该结构在界面形成独特内建电场，显著增强光生载流子分离效率，并提升可见光吸收能力，为光催化反应创造更有利条件。实验表明0.6-Cu_2-xS/CMS在产氢和固氮方面表现优异，其空心异质结结构兼具高光催化活性和优异稳定性，为S型异质结设计提供了新思路。