无机-有机CdS/YBTPy S型光催化剂高效产氢及其机理

摘要

S型异质结因其优异的电荷分离能力和最大化的氧化还原电位，在高效光催化产氢领域受到广泛关注。本研究通过Yamamoto偶联反应合成新型芘-苯并噻二唑共轭聚合物（YBTPy），并采用溶剂热法原位沉积CdS纳米颗粒，构建了Cd S/YBTPy S型异质结光催化剂。优化后的CP5复合材料产氢速率达5.01 mmol h^-1 g^-1，较纯相Cd S(1.20 mmol h^-1 g^-1)提升4.2倍。通过原位辐照X射线光电子能谱结合开尔文探针力显微镜，阐明了异质结界面的特征性S型电荷转移路径。此外，采用飞秒瞬态吸收光谱研究了光生载流子的动力学行为。该工作为有机-无机杂化S型光催化体系的设计提供了新的理论基础。

关键词

共轭聚合物 / S型异质结 / 光催化产氢 / 飞秒瞬态吸收光谱

基金资助

国家重点研发计划(2022YFB3803600); 国家自然科学基金(22202187,U24A2071,22278324,22361142704,22409181和U23A20102); 湖北省自然科学基金(2025AFB492和2022CFA001); 湖北省重点研发计划项目(2023BAB113)资助