Switching charge kinetics from type-I to Z-scheme for g-C3N4 and ZnIn2S4 by defective engineering for efficient and durable hydrogen evolution

文献情報

出版日 2019-09-19
DOI 10.1039/C9SE00639G
インパクトファクター 6.367
著者

Mingya Wang, Shushu Huang, Xin Pang, Meiting Song, Chunfang Du, Yiguo Su


原文を見る

要旨

By virtue of the spatial separation of active sites, light harvesting as well as highly preserved redox capability, direct Z-scheme heterostructural photocatalysts are found as promising materials for solar energy conversion and environmental remediation. However, challenges still exist in regulating the electron flow direction between semiconductors with staggered electronic structures. In this regard, by regulating the defective crystalline features of g-C3N4, a direct Z-scheme DC-g-C3N4/ZnIn2S4 heterostructure was gained for the modulation of the electronic structure and robust hydrogen production performance. The insertion of defective groups into the carbon nitride matrix led to a drastic downshift of band edge potentials in comparison to that of pristine g-C3N4. This variation gave birth to a staggered band edge alignment between DC-g-C3N4 and ZnIn2S4, resulting in charge transfer kinetics variation from type-I to direct Z-scheme. By careful characterization, it was found that the highly crystalline DC-g-C3N4 coupled with ZnIn2S4 to show a fine interfacial contact. The optimal photocatalytic hydrogen evolution reaction (PHER) activity over DC-g-C3N4/ZnIn2S4 reached 1.65 mmol g−1 h−1 with an apparent quantum efficiency (AQE) of about 18.2% at 420 nm and an AQE of ∼2.2% at 600 nm. In combination with photocurrent measurements, photoluminescence spectra and electron paramagnetic resonance, the improved hydrogen evolution activity is regarded as the consequence of the decreased onset potential and improved spatial segregation of charge carriers via a direct Z-scheme carrier migration, where photoinduced electrons in DC-g-C3N4 can quickly combine with photoinduced holes in the valence band of ZnIn2S4, leading to the spatial separation of photoinduced electrons and holes between the two semiconductors.

関連文献

Probing the secondary structure of bovine serum albumin during heat-induced denaturation using mid-infrared fiberoptic sensors

Rui Lu, Wen-Wei Li, Abraham Katzir, Yosef Raichlin, Han-Qing Yu, Boris Mizaikoff

2014-11-12 Paper

DOI: 10.1039/C4AN01495B

Preparation of a bifunctional ultrathin nickel phosphide nanosheet electrocatalyst for full water splitting

Nouraiz Mushtaq, Chen Qiao, Hassina Tabassum, Muhammad Naveed, Muhammad Tahir, Youqi Zhu, Muhammad Naeem, Waqar Younas, Chuanbao Cao

2020-08-13 Paper

DOI: 10.1039/D0SE00893A

Inside front cover

Cover

DOI: 10.1039/C7SE90003A

Front cover

Cover

DOI: 10.1039/D0SE90055A

Bare and polyelectrolyte-coated calcium carbonate particles for seawater uranium extraction: an eco-friendly alternative

Jérémie Courtois, Bin Wang, Isaac N. Abonee, Xiong Kun, Qiang Tian, Minhao Yan

2020-08-17 Paper

DOI: 10.1039/D0SE00785D

Contents list

Front/Back Matter

DOI: 10.1039/C5AN90049B

Shape-controlled synthesis of single-crystalline anatase TiO2 micro/nanoarchitectures for efficient dye-sensitized solar cells

Cheng Liu, Yi Yang, Jiahong Pan, Jianxi Yao, Linhua Hu

2017-01-12 Paper

DOI: 10.1039/C6SE00041J

Characterization of ginseng saponins using electrospray mass spectrometry and collision-induced dissociation experiments of metal-attachment ions

Suzanne Z. Ackloo, Richard W. Smith, Johan K. Terlouw, Brian E. McCarry

2000-02-11 Paper

DOI: 10.1039/A908419C

On the role of local heating in cathode degradation during the oxygen reduction reaction in solid acid fuel cells

Maximilian Wagner, Oliver Lorenz, Felix P. Lohmann-Richters, Aron Varga, Bernd Abel

2020-08-21 Paper

DOI: 10.1039/D0SE00842G

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

4'-ブロモビフェニル-3-メトークシーディ.ActionBarはどのように保存すればよいですか?

4'-ブロモビフェニル-3-メトークシーディ.ActionBarは、冷暗所で、直射日光を避け、密栓の容器に保存し、遠隔場所に保管してください。温度は常温(0〜2...

149506-25-24'-Bromo-biphenyl-3-...
化合物よくある質問

間甲苯乙腈とは何ですか?

間甲苯乙腈はCAS番号2947-60-6の有機化合物で、化学式はC9H11CNです。この物質は液体で、芳族性と氰基の特性を有しています。

2947-60-6(3-Methylphenyl)acet...
化合物よくある質問

2-異丙基フェニルヒドラジン塩酸塩とは何ですか?

2-異丙基フェニルヒドラジン塩酸塩は、CAS番号58928-82-8を有する化合物で、構造式はC11H14N2HClです。これは塩基性化合物であり、水に溶けやす...

58928-82-8(2-Isopropylphenyl)h...
化合物よくある質問

5-(4-クロロフェニル)-4H-1,2,4-三氮唑-3-アミンを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

5-(4-クロロフェニル)-4H-1,2,4-三氮唑-3-アミンは取り扱いに注意が必要です。PPEとして防塵マスク、ゴーグル、手袋を使用し、ドラフトチャンバーを...

98554-00-85-(4-Chlorophenyl)-1...
化合物よくある質問

去甲基雷贝拉唑硫醚はどのように合成されますか?

去甲基雷贝拉唑硫醚は、ベンジミダゾール硫化物と3-メチル-4-ピリジノールの反応によって合成されます。具体的には、2-チオキシドベンジミダゾールと3-メチル-4...

117976-91-73-({2-[(1H-Benzimida...
化合物よくある質問

2-ブロモ-5-フロロ-N-(2-フェノールメチル)ベンゼンウレアは安全ですか?

2-ブロモ-5-フロロ-N-(2-フェノールメチル)ベンゼンウレアは、毒性や刺激性の実験データに基づき、適切な取扱いと防護措置を講じることで安全に使用できます。...

923722-86-52-Bromo-5-fluoro-N-(...
化合物よくある質問

対甲苯磺酸酯-四聚乙二醇-四氢吡喃醚の物理化学的性質は何ですか?

対甲苯磺酸酯-四聚乙二醇-四氢吡喃醚のCAS番号は86259-89-4です。この化合物は無色の液体で、分子量は約724.8です。高濃度では溶血性が報告されており...

86259-89-42-(2-{2-[2-(Tetrahyd...
化合物よくある質問

2-(3-(二氟甲基)-4-氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二噁硼戊環はどのように保存すればよいですか?

2-(3-(二氟甲基)-4-氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二噁硼戊環は、室温で暗い場所に保管し、直射日光から遠ざけ、容器は密閉状態で保存してくだ...

445303-65-12-[3-(difluoromethyl...
化合物よくある質問

6-アミノ-5-クロロ-2-シクロプロピルピリミジンカルボン酸の代替品はありますか?

この化合物の代替品には、ピロリミジン酸やその類似物、またピロリミジンカルボン酸の他の異性体があります。これらの代替品は、特定の化学反応や目的に応じて選択すること...

858956-08-86-Amino-5-chloro-2-c...
化合物よくある質問

5-クロロベンゾ[1,3]二オキセイン-4-アミンに適用される法規ガイドラインは何ですか?

5-クロロベンゾ[1,3]二オキセイン-4-アミンはCAS番号379228-45-2に該当します。この化合物はGHS分類でH314(接触により急性毒性がある)と...

379228-45-25-Chloro-1,3-benzodi...
免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。