作者：Wei Li, Fei Wang, Xiao-yun Liu, Yan-yan Dang, Jia-yuan Li, Teng-hao Ma, Cuan-yi Wang
关键字：Cadmium sulfide, Non-metal doping, Hydrogen evolution, DFT calculations, Simulated sunlight
论文来源：期刊
具体来源：https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2022.121470
发表时间：2022年

针对CdS光催化剂载流子易复合和光腐蚀影响导致其催化性能不理想的科学问题，陕西科技大学（西安）李伟副教授及王传义教授等人将N杂原子引入六方相CdS 纳米颗粒的晶格中，制备了一种N掺杂的CdS (N-CdS)纳米光催化材料。由于杂原子-半导体协同作用对CdS载流子迁移的协同促进作用，有效地抑制了其复合行为，使其光电流密度明显增加(~2倍)，光激子利用效率显著提高。所以，优化后的N_0.2-CdS纳米催化剂具有较高的表观量子产率(AQY = 32.41%， λ = 500 nm)。在模拟日光照射下，即使无助催化剂添加，其HER速率（3983.4 μmol·h^-1·g^-1）可以达到纯CdS NPs的9倍。DFT计算表明，由于杂原子-半导体协同作用，在Cd原子位点上的水分解能垒明显降低，且S原子位点上的H₂生成反应的|ΔG_H*|能垒明显降低，从而在热力学上加速了H₂的生成。本研究为获得高稳定性、高HER光活的CdS光催化剂提供了一种简单、绿色的方法来。