COF/CdS S型异质结电荷转移机制的原位软X射线吸收光谱研究

为解决S型异质结界面电荷转移机制不明的问题，研究人员通过同步辐射原位软X射线吸收光谱（XAS）结合飞秒瞬态吸收光谱，揭示了CdS/共价有机框架（COF）中Cd─N和Cd─S键作为电荷传输通道的关键作用，为设计高效无机-有机S型光催化剂提供了新思路。

　　

这项研究利用同步辐射原位软X射线吸收光谱（soft XAS）技术，像“分子级监控摄像头”一样实时捕捉了CdS与共价有机框架（COF）形成的S型（S-scheme）异质结中电子转移的精彩瞬间。研究发现，界面处的Cd─N和Cd─S化学键如同“电子高速公路”，高效引导光生电荷定向分离。通过飞秒瞬态吸收光谱这个“超快快门”，团队还捕捉到该异质结中电荷分离效率显著提升的现象。这种巧妙的界面工程设计，使得该催化剂在双功能光催化反应（H₂O₂生成耦合有机转化）中表现优异，为开发新型“无机-有机杂化光催化剂”提供了重要理论依据。研究创新性地将原位X射线光电子能谱（XPS）与理论计算相结合，为解析S型异质结的电荷转移机制树立了新范式。