on style="font-size: 15px; white-space: normal; text-align: center; margin: 10px 0px 5px; justify-content: center; box-sizing: border-box;">S异质结与非贵金属助催化剂协同作用提高ZnO/CdS/MoS2光催化产氢性能光催化分解水产氢是一种理想的绿色能源的技术。CdS 作为一种典型的可见光响应光催化剂，以其合适的禁带宽度和足够的 H + /H 2 还原潜力备受关注，而电子空穴的快速复合和较差的光稳定性等缺点阻碍了其大规模实际应用。在CdS材料众多的改善策略中，将 CdS 与其它合适的半导体材料耦合，形成异质结是加速电子空穴分离，增强光催化活性的可行策略。其中，S 型异质结作为一种新兴异质结，可以在内置电场以及库仑引力的驱动下，获得较好的光生载流子分离效率，因而能保持氧化性半导体中空穴的强氧化能力和还原型半导体中电子的强还原能力， 越来越受到光催化研究人员的重视。ZnO半导体是一种氧化性半导体，具有较宽的禁带宽度、比较正的价带位置和较负的导带位置，在可见光照射下表现出可忽略的光催化产氢性能。理论上，还原性半导体CdS可与ZnO形成 S 型异质结材料，减少CdS中的电子-空穴复合率。此外，MoS2是一种高效的非贵金属助催化剂，具有六方晶体结构，将MoS2负载于CdS表面可以将CdS中的光生电子快速转移到MoS2助催化，从而进一步提高CdS的光催化活性。基于以上研究现状和问题，三峡大学李东升教授课题组在国际知名期刊Chemical Engineering Journal上发表题为“A synergistic effect between S-scheme heterojunction and Noble-metal free cocatalyst to promote the hydrogen evolution of ZnO/CdS/MoS2 photocatalyst”的文章。该文报道了一种新型三元ZnO/CdS/MoS2 异质结，其中ZnO，CdS，MoS2三者具有六方晶系结构，有助于形成紧密接触的异质界面，从而促进电子、空穴的转移速率，提高CdS的光催化活性，加之，S异质结与非贵金属助催化剂的协同作用，有效地抑制电子-空穴对的复合，进一步提高了CdS的光催化析氢性能。ESR实验揭示了S异质结的机理。对照实验证实了S异质结与助催化剂之间存在一定的协同作用，三组元异质结的光催化活性远高于二元异质结及单组元材料的光催化活性；荧光寿命实验验证了异质结材料中电子寿命的Fig. ESR signals of DMPO-•OH (a) and DMPO-•O2– (b) under light irradiation.Fig. Room-temperature PL spectra excited at 370 nm (a); The time-resolved fluorescence decay curves of CdS, ZC-3 and ZCM-3 samples (b-d); LSV plots (e) and Tafel slops (f) of CdS, ZC-3 and ZCM-3 samples.理论计算表明，CdS功函数小于ZnO的功函数，两者接触时电子由CdS转移到ZnO直至达到费米能级的平衡态。因此，在界面区域形成由CdS指向ZnO的内建电场，有助于后续ZnO中电子与CdS中空穴的复合，从而提高CdS的电荷分离效率。XPS分析结果进一步证明了异质结中电子的转移。Fig. DFT calculated Fermi levels and work functions of (a) CdS (100) and (b) ZnO (101) planes.要点三：不同维度的三元异质结的构筑有助于电荷的转移三元异质结中，ZnO较宽的二维平面结构，CdS的一维棒状结构及MoS2的超薄层状结构，三种不同维度的组元的结合有助于电荷的传输及分离，从而促进光催化活性提升。Fig. The energy band arrangements of ZnO, CdS and MoS2 before and after contact.A synergistic effect between S-scheme heterojunction and Noble-metal free cocatalyst to promote the hydrogen evolution of ZnO/CdS/MoS2 photocatalysthttps://doi.org/10.1016/j.cej.2021.130368湖北省二级教授，三峡学者特聘教授,；教育部新世纪人才，享受国务院政府津贴专家、湖北省有突出贡献中青年专家；湖北省自然科学创新群体负责人，国家级学科创新引智基地负责人，中国复合材料学会矿物复合材料专业委员会委员兼副秘书长，三峡大学学术委员会副主任委员；主持国家及省部级项目20余项，在Angew.Chem.Int.Ed.、J.Am.Chem.Soc.、ACS Catal.、ACS Nano、Small、 J. Mater.Chem.A.等期刊发表SCI收录论文180余篇，ESI高被引论文累计23篇，被引9000余次，H因子52；授权国家发明专利15项，出版著作3部，获省部级科技一、二等奖6项。湖北省省高校优秀中青年科技创新团队，湖北省杰出青年基金获得者，湖北省化学化工学会青委会委员、无机化学化工专业委员会委员、三峡大学青年拔尖人才。主持国家自然科学基金2项，省自然科学基金等项目10余项；在Coord.Chem. Rev.、 J. Mater.Chem.A.、Chem.Commun.、Inorg. Chem.、Dalton Trans.等期刊发表SCI学术收录论文100余篇，ESI1%高被引论文4篇，热点论文2篇，被引3000余次 (h-index= 34)，担任Chem. Commun.、Inorg.Chem.、Dalton、JSSC等期刊审稿人；主持教研项目3项，主编教材1部，获湖北省自然科学奖二等奖2项，授权国家发明专利8项。主要从事太阳能光催化降解有机染料、光催化制备清洁能源等方面的科学研究。主持国家自然科学基金，湖北省教育厅等项目。以第一及通讯作者在国际著名期刊J. Mater. Chem. A, Chem. Eng. J., ACS Sustain. Chem. Eng., Chin. J. Catal., 等发表SCI论文20余篇，授权发明专利6项。http://ldsktz.ctgu.edu.cn/index.htm
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