Fortlaufende Regulierung des H*-Adsorptionsgleichgewichts durch selen-angereichertes Engineering für eine gesteigerte photokatalytische Wasserstoffentwicklung

Eine ausgewogene Adsorptions-Desorptions-Dynamik von Wasserstoff-Intermediaten (H*) an aktiven Zentren ist einer der kritischsten Faktoren für das Erreichen einer hohen photokatalytischen H 2 -Entwicklungsaktivität; eine kontrollierbare und fortlaufende Regulierung der H*-Adsorptionskapazität bleibt jedoch nach wie vor eine Herausforderung. In diesem Fall wurde eine fortlaufende Manipulation der H*-Adsorptionsstärke an Rh-aktiven Zentren auf dem entwickelten Rh@MoSe 2+ x -Heterokokatalysator durch Einführung des MoSe 2+ x -Mediators mit variierenden Se-Anreicherungsgraden erreicht, und die entsprechende Korrelation zwischen dem Design der Mikrokomponenten und der Adsorption von H*-Intermediaten wurde aufgezeigt. Experimentelle und theoretische Ergebnisse verdeutlichen, dass das selen-angereicherte Engineering des MoSe 2+ x -Mediators das Ausmaß der Ladung von Rh verändern kann, um die Besetzung der antibindenden Orbitale der Rh–H-Bindung kontrollierbar zu regulieren, wodurch die H-Bindungsstärke fortlaufend optimiert und anschließend die ausgewogene H-Adsorption/Desorption für eine verbesserte photokatalytische H 2 -Entwicklungsaktivität realisiert wird. Darüber hinaus bieten die Se-angereicherten Rh@MoSe 2+ x -Kokatalysatoren auch einen effizienten Kanal für den schnellen Transfer der Photoelektronen aus ZnIn 2 S 4, wie durch In-situ-Kelvin-Sondenkraftmikroskopie und transiente Absorptionsspektroskopie nachgewiesen wurde. Erfreulicherweise liefert der erhaltene Rh@MoSe 2.2 /ZnIn 2 S 4 -Photokatalysator eine bemerkenswert gesteigerte H 2 -Entwicklungsaktivität von 11.5 mmol g –1 h –1 mit einer scheinbaren Quantenausbeute von bis zu 31.3%. Diese Arbeit entschlüsselt den intrinsischen Regulierungsmechanismus des Mikrokomponentendesigns auf die Intermediat-Adsorption und eröffnet eine vielversprechende Perspektive für die Erforschung fortschrittlicher Systeme zur solaren Wasserspaltung.