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La construction de matériaux photocatalytiques en Z-schéma imitant le système de photosynthèse naturel présente de nombreux avantages, notamment une augmentation de la collecte de lumière, des sites actifs réducteurs et oxydants spatialement séparés et une forte capacité redox. Ici, un nouveau photocatalyseur hétéojonction nanorod Bi2S3@nanoparticule In2S3 synthétisé par une méthode hydrothermale en une seule étape pour la réduction de Cr6+ est rapporté. Une investigation systématique des caractéristiques microstructurales et compositionnelles du catalyseur hétérojunction confirme un couplage intime des facettes entre la facette cristalline (440) de In2S3 et la facette cristalline (060) de Bi2S3, ce qui offre une interface d'hétérojonction robuste pour le transfert de charge. Lorsqu'il est testé sous irradiation de lumière visible, le photocatalyseur hétérojonction Bi2S3-In2S3 avec un contenu de charge de 15 % de Bi2S3 atteint la plus haute efficacité de photoréduction de Cr6+ de près de 100 % avec une excellente stabilité, ce qui est parmi les meilleures performances rapportées pour l'élimination de Cr6+. Un examen plus approfondi utilisant des caractérisations optiques, photoélectrochimiques, par spectroscopie d'impédance et par résonance de spin électronique révèle une séparation et un transfert de charge photogénérés considérablement améliorés, et confirme la structure électronique en Z-schéma du photocatalyseur. Le photocatalyseur Bi2S3-In2S3 en Z-schéma démontré ici présente des promesses pour l'élimination de Cr6+ hautement toxique, et pourrait également susciter de l'intérêt pour la conversion énergétique photocatalytique.
Wang et al. (mercredi,) ont étudié cette question.