金纳米团簇光敏化增强CdS光氧化还原催化的理性设计与多功能应用

这篇研究通过静电自组装构建了Aux@GSH NCs/CdS异质结光系统，揭示了金属纳米团簇(NCs)作为光敏剂在提升过渡金属硫化物(TMCs)光催化性能中的关键作用。该体系通过能级匹配优化电荷分离效率，显著提升了可见光下有机污染物矿化、Cr6+还原及芳香硝基化合物转化的多功能光催化活性，为设计高效金属NCs基人工光系统提供了新思路。

　　

Highlight

通过静电自组装精准构建的Au_x@GSH NCs/CdS异质结光系统，充分发挥了金纳米团簇(NCs)作为光捕获天线的优势。谷胱甘肽(GSH)修饰的Au_x NCs与CdS纳米线(NWs)的能级匹配，显著促进了界面电荷传输与分离效率。

Characterizations of CdS/Au_x@GSH NCs heterostructure

透射电镜(TEM)和紫外-可见光谱证实了Au_x@GSH NCs在CdS NWs表面的均匀分布。这种"纳米天线-半导体"结构展现出独特的协同效应：Au_x NCs的离散能级结构作为电子供体，而CdS NWs则作为电荷传输的高速通道。

Conclusions

该工作成功实现了金属NCs/TMCs复合光催化系统的理性设计。Au_x@GSH NCs的引入使CdS的光氧化还原活性提升3倍以上，在有机污染物降解、重金属还原等环境与能源领域展现出广阔应用前景，为开发新一代"纳米团簇敏化"光催化剂提供了范式。