全光譜驅(qū)動(dòng)光催化技術(shù)在環(huán)境保護(hù)和可再生能源方面展現(xiàn)出了巨大的潛力,。這項(xiàng)技術(shù)不僅能有效地將環(huán)境污染物轉(zhuǎn)化,，解決水污染問(wèn)題,，同時(shí)也能用于光催化水分解產(chǎn)生氫氣,，有助于減少對(duì)有限化石燃料資源的依賴。為了更有效地利用催化劑,，可以將其同時(shí)應(yīng)用于光催化降解和氫氣產(chǎn)生反應(yīng)中,，從而開(kāi)發(fā)具有全光譜能力的雙功能光催化劑,。然而,，大多數(shù)半導(dǎo)體僅受紫外-可見(jiàn)光(UV-Vis)范圍的激發(fā),，同時(shí)還面臨著載流子復(fù)合率高等問(wèn)題。在光催化技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中,，因此必須應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn),。為了解決這一問(wèn)題，開(kāi)發(fā)全光譜光催化劑并構(gòu)建s型異質(zhì)結(jié)已成為必然選擇,。

近日,，材料學(xué)部先進(jìn)材料計(jì)算與設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在全光譜光催化方面取得研究進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)將化學(xué)沉淀法制備的0D CuWO₄納米顆粒與水熱法制備的1D Mn_0.3Cd_0.7S納米棒通過(guò)機(jī)械研磨法合成了系列一維CuWO₄/Mn_0.3Cd_0.7S全光譜S型異質(zhì)結(jié)光催化劑,。成功地提高了光催化劑的雙功能性,，既可以用于制氫,，又可以用于有機(jī)污染物的降解,。通過(guò)構(gòu)筑精密的半導(dǎo)體帶工程，不僅保持了強(qiáng)大的氧化還原能力,，還有效地減輕了光腐蝕的影響,。通過(guò)詳細(xì)的光電表征和密度泛函理論(DFT)計(jì)算，深入探索了CuWO₄與Mn_0.3Cd_0.7S之間的相互作用,，為光催化劑的發(fā)展提供了新的見(jiàn)解,。

圖1. CuWO₄，Mn_0.3Cd_0.7S和CuWO₄/Mn_0.3Cd_0.7S樣品在(a-b) UV-Vis和(c-d) NIR下的DMPO-·O₂^?和DMPO-·OH的EPR光譜,，(e) Mott-Schottky圖; (f) CuWO₄ (001)表面和(g) Mn_0.3Cd_0.7S (010)表面的電荷密度差異和結(jié)構(gòu)(插圖),，(h)差分電荷，黃色和藍(lán)色區(qū)域表示電子的積累和消耗,；(i) CuWO₄/Mn_0.3Cd_0.7S的S-scheme電荷轉(zhuǎn)移機(jī)制

相關(guān)研究成果以“0D/1D CuWO₄/Mn_0.3Cd_0.7S S-scheme heterojunctions for full-spectrum bifunctional photocatalytic degradation and hydrogen production”為題在國(guó)際期刊《Journal of Colloid and Interface Science》（中科院I區(qū),，TOP期刊，IF：9.9）上在線發(fā)表,。齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）材料學(xué)部2021級(jí)研究生韓若婷為第一作者,，盧啟芳教授和郭恩言副教授為共同通訊作者。該研究得到山東省自然科學(xué)基金和濟(jì)南市人才發(fā)展專項(xiàng)資金項(xiàng)目等的支持,。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jcis.2024.05.206