双内建电场驱动的D-A COFs/ZnIn2S4 S型异质结加速电荷分离实现纯水中高效光合成H2O2

郭杰; 薛丽君; 宋发辉; 李程鹏; 陈卓; 温丽丽

物理化学学报 ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (4) : 141 -154.

双内建电场驱动的D-A COFs/ZnIn₂S₄ S型异质结加速电荷分离实现纯水中高效光合成H₂O₂

郭杰, 薛丽君, 宋发辉, 李程鹏, 陈卓, 温丽丽

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摘要

构建双内建电场（IEF）驱动的S型异质结为光催化H₂O₂生产中的高效电荷分离与利用提供了一种极具前景的策略。本文报道了一种基于供体-受体共价有机框架（D-A COFs） TpAQ(由三醛基间苯三酚（Tp）和2,6-二氨基蒽醌（AQ）合成)与ZnIn₂S₄（ZIS）构筑的双IEF驱动的S型异质结，其中双内建电场分别源自异质结界面和D-A COFs中的D-A界面。值得注意的是，通过同时利用氧还原反应和水氧化反应路径，优化后的TpAQ/ZIS-10在纯水中的可见光驱动产H₂O₂速率达到2362μmol g^-1 h^-1，显著高于单一组分TpAQ和ZIS。此外，实验结果与理论计算共同表明，TpAQ/ZIS异质结中双IEF的协同效应显著促进了载流子的传输与分离。本研究为构建具有双IEF的高效S型异质结提供了宝贵见解。