作者：X. Hao, X. Chu, X. Liu, W. Li
关键字：Water-to-hydrogen conversion, Cadmium sulfide, Metallic single-atom, Density functional theory calculations, Photocatalysis
论文来源：期刊
具体来源：https://doi.org/10.1016/j.jcis.2022.04.053
发表时间：2022年

太阳光诱导水-氢转化由于其可持续生产模式，是一种很有前途的绿氢生产方式，因此如何开发高性能光催化材料越来越受到该领域研究者的重视。由于硫化镉(CdS)特有的宽频光吸收响应特性和适宜的能带结构，可以被用于制备高活性光催化剂。然而，由于CdS体相结构中光诱导载流子迁移缓慢、复合频率较高，导致其光催化活性不理想。已有研究表明，单原子态金属表面修饰策略是建立强金属-载体相互作用的有效方法，可以明显促进体相载流子向表面迁移。因此，本研究通过一步光诱导还原法将单原子Pt修饰在CdS纳米粒子表面，建立金属(Pt)-半导体(CdS)协同作用，促进CdS体相载流子向表面迁移。研究表明，该CdS-Pt纳米光催化剂具有明显增强的光-燃料转换效率(AQY_{500 nm} = 25.70%)，其HER光活可以达到纯CdS的13.5倍。光-电化学分析和密度泛函理论计算表明，增强的光响应性、快速的体相电子向催化剂表面迁移速率和明显降低的反应能垒是导致CdS-Pt纳米光催化剂完成更高的HER光活的主要原因。本研究为制备金属单原子位点改性的CdS基光催化剂提供了一种简单的方法。