新型高-低掺杂CdS构建的S型异质结及其在四环素类抗生素高效降解中的应用

这篇研究通过高-低掺杂策略构建了Cd0.8Mn0.2S/Cd0.2Mn0.8S（CMS-2）S型异质结（S-scheme），其界面内建电场（IEF）驱动光生载流子定向迁移，30分钟内实现四环素（TC）100%降解，较纯CdS（75.3%）显著提升。该工作为设计高效太阳能转化体系提供了新思路。

　　

Highlight

抗生素作为环境持久性有机污染物（POPs）对生态系统构成严重威胁。本研究创新性地通过调控Mn掺杂浓度，构建了具有显著能带差异的Cd_0.8Mn_0.2S/Cd_0.2Mn_0.8S（CMS-2）S型异质结，其独特的"电子高速公路"使光催化性能产生质的飞跃。

Results and discussions

电镜分析（图1及S1-S3）显示：纯CdS呈现纳米球组装结构，而20%Mn掺杂（Cd_0.8Mn_0.2S）保持原有形貌，80%Mn掺杂（Cd_0.2Mn_0.8S）则形成球-块混合结构。UPS和原位XPS证实异质结界面的功函数差异产生强内建电场（IEF），像"磁悬浮轨道"般引导光生电子从Cd_0.2Mn_0.8S向Cd_0.8Mn_0.2S定向迁移，使载流子分离效率提升3.8倍。

Conclusion

这种"高低掺杂"策略构建的S型异质结如同设计精妙的电子交换机：Cd_0.8Mn_0.2S作为电子接收站，Cd_0.2Mn_0.8S作为电子发射塔，在可见光下实现TC的完全矿化。该体系对多种有机污染物展现广谱降解能力，为环境修复提供了新范式。