NiS-Cd1-xZnxS p-n异质结构空心球的合成及其光催化产氢性能

　　

开发空心结构的p-n半导体异质结是提高光催化性能的最具前景途径之一，然而相关的研究目前在Z-型电荷转移和能带结构优化方面仍然很有限。为此，本工作构筑了由NiS纳米片组装空心球与Zn掺杂CdS（Cd_1-xZn_xS）纳米颗粒复合的NiS-Cd_1-xZn_xS p-n异质结空心结构。光电化学测试表明NiS-Cd_1-xZn_xS异质结具有出色的光生电荷分离能力，这可归因于其电子能带结构分析表明的Z-型电荷转移机制。同时，Zn掺杂上移了Cd_1-xZn_xS的导带位置，从而提高了NiS-Cd_1-xZn_xS异质结的光生电子还原能力。此外，NiS-Cd_1-xZn_xS异质结的空心结构有助于增强光的俘获能力和催化反应的动力学。因此，在可见光（λ > 400 nm）照射下，NiS-Cd_1-xZn_xS复合空心球展示出了高达35.14 mmol·g^-1·h^-1的卓越产氢活性，明显超过Pt修饰的Cd_1-xZn_xS和大量先前报道的CdS基光催化剂。而且，NiS-Cd_1-xZn_xS复合物表现出优良的长时间和循环光催化稳定性。本研究能够启发通过Z-型异质结的空心结构设计和能带结构优化来显著提高太阳能的转化和利用效率。

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