Engenharia de um Forte Campo Elétrico Interno via Doping com Heteroátomos em Heterojunções do Tipo S para Síntese Eficiente de H2O2

RESUMO A regulação precisa do campo elétrico interno interfacial (IEF) é uma estratégia crucial para avançar a eficiência de fotocatalisadores de heterojunção. Neste trabalho, relatamos uma nova heterojunção ZnIn2S4/BiOBr dopada com carbono (ZIS/C‐BiOBr), onde o doping com carbono modula estrategicamente o nível de Fermi do BiOBr para estabelecer um IEF aumentado. A significativa diferença de nível de Fermi resultante (ΔEf = 3,14 eV) fornece a força motriz fundamental para a transferência direcional de carga. Como revelado por investigações teóricas e experimentais combinadas, esse design estratégico confere ao material absorção de luz aumentada, potencial redox intensificado e eficiência de separação de carga marcadamente melhorada. O doping com carbono também melhora a adsorção de oxigênio e promove o transporte de elétrons para moléculas de oxigênio, fortalecendo o campo elétrico interno interfacial. Esses efeitos sinérgicos levam diretamente a um desempenho fotocatalítico substancialmente melhorado. Consequentemente, a taxa otimizada de produção fotocatalítica de H2O2 do ZIS/C‐BiOBr4 é notavelmente aprimorada, alcançando valores 10,0, 2,6 e 2,1 vezes maiores em comparação com C‐BiOBr, ZIS e a heterojunção ZIS/BiOBr, respectivamente, destacando o impulso significativo induzido pelo doping com carbono. Este trabalho demonstra o profundo impacto do doping com carbono e fornece insights fundamentais sobre a combinação do doping com heteroátomos e o controle do IEF para o desenho de fotocatalisadores avançados.