构建异质结界面以诱导并完成以空穴为主的级联反应

《Small》：Construct a Heterojunction Interface to Induce and Complete Hole-Dominated Cascade Reaction

高效降解阿莫西林的光催化系统设计及机制研究。通过构建CuO/CuS/ZnIn2S4异质结界面，优化载流子分离效率与传递路径，实现单线态氧定向高效生成，显著提升光-Fenton催化体系对阿莫西林的降解性能。

　　

摘要

载流子分离效率会影响级联反应最终产生的活性氧物种的数量，构建异质结界面是提高这一效率的理想策略。本文设计了一种自给自足的光Fenton体系，该体系利用Cu_xO/CuS/ZnIn₂S₄异质结实现了通过以空穴为主导的级联反应定向生成充足的单线态氧（¹O₂），从而有效降解阿莫西林。Cu_xO与ZnIn₂S₄之间的CuS界面是通过Cu_xO的原位转化形成的，XRD、XPS和TEM结构表征结果证实了这一过程。该异质结界面使能带结构从初始的I型转变为S型，优化了载流子分离效率及传输路径，这与以空穴为主的级联反应相契合。因此，通过水氧化反应原位生成H₂O₂，并最终被高活性的空穴转化为¹O₂。此外，CuS界面防止了水溶液中的阿莫西林与空穴直接反应，同时确保H₂O分子充分参与级联反应。综上所述，这种定制的异质结界面提升了载流子分离效率，促进了以空穴为主导的级联反应的进行，从而定向生成大量¹O₂，有效降解了污染物。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。