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Triptycene-Based Polymer Embedded in ZnIn2S4 to Construct a Hierarchical Heterostructure for Efficient Photocatalytic Hydrogen Evolution
ACS Applied Energy Materials ( IF 5.4 ) Pub Date : 2021-11-02 , DOI: 10.1021/acsaem.1c02834 Yuanyuan Zhu 1 , Qian Liang 1 , Man Zhou 1 , Chao Yao 1 , Song Xu 1 , Zhongyu Li 1, 2
ACS Applied Energy Materials ( IF 5.4 ) Pub Date : 2021-11-02 , DOI: 10.1021/acsaem.1c02834 Yuanyuan Zhu 1 , Qian Liang 1 , Man Zhou 1 , Chao Yao 1 , Song Xu 1 , Zhongyu Li 1, 2
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Development of promising photocatalysts with a synergistic effect for hydrogen generation holds paramount significance for solving the global energy problem. Herein, we rationally design a hierarchical heterostructure in which a triptycene covalent polymer (TCP) is grown in situ on ZnIn2S4 through a Suzuki coupling reaction. Assorted experimental results demonstrate that amorphous TCP with a high BET surface area (903 m2 g–1) is embedded on 2D ZnIn2S4 nanoflakes by a self-assembly process, thus indicating the unique hierarchical architecture, high surface area, and large interface contact area. Based on the favorable heterojunction structure, ZnIn2S4/TCP-2 yields the highest visible-light-derived hydrogen production rate of 1432.8 μmol h–1 g–1, which is more than 9 times that of bare ZnIn2S4. The enhanced hydrogen evolution of ZnIn2S4/TCP comes from the enhanced absorption of visible light, a well-matched band structure, and effective electron transfer. This work provides a promising approach to enhance the solar hydrogen production performance of metal sulfide by using a triptycene covalent polymer.
中文翻译：
嵌入在 ZnIn2S4 中的基于三苯环的聚合物构建用于高效光催化析氢的分层异质结构
开发具有协同作用的制氢光催化剂对于解决全球能源问题具有至关重要的意义。在此，我们合理地设计了一种分层异质结构，其中通过 Suzuki 偶联反应在 ZnIn 2 S 4上原位生长三苯乙烯共价聚合物 (TCP) 。各种实验结果表明，具有高 BET 表面积 (903 m 2 g –1 ) 的无定形 TCP通过自组装过程嵌入 2D ZnIn 2 S 4纳米薄片上，从而表明独特的分层结构、高表面积和大界面接触区。基于良好的异质结结构，ZnIn2 S 4 /TCP-2 产生的最高可见光制氢速率为 1432.8 μmol h –1 g –1，是裸 ZnIn 2 S 4 的9 倍以上。ZnIn 2 S 4 /TCP的析氢增强来自可见光的增强吸收、匹配良好的能带结构和有效的电子转移。这项工作为通过使用三苯乙烯共价聚合物提高金属硫化物的太阳能制氢性能提供了一种有前景的方法。
更新日期：2021-11-22
中文翻译：
嵌入在 ZnIn2S4 中的基于三苯环的聚合物构建用于高效光催化析氢的分层异质结构
开发具有协同作用的制氢光催化剂对于解决全球能源问题具有至关重要的意义。在此，我们合理地设计了一种分层异质结构，其中通过 Suzuki 偶联反应在 ZnIn 2 S 4上原位生长三苯乙烯共价聚合物 (TCP) 。各种实验结果表明，具有高 BET 表面积 (903 m 2 g –1 ) 的无定形 TCP通过自组装过程嵌入 2D ZnIn 2 S 4纳米薄片上，从而表明独特的分层结构、高表面积和大界面接触区。基于良好的异质结结构，ZnIn2 S 4 /TCP-2 产生的最高可见光制氢速率为 1432.8 μmol h –1 g –1，是裸 ZnIn 2 S 4 的9 倍以上。ZnIn 2 S 4 /TCP的析氢增强来自可见光的增强吸收、匹配良好的能带结构和有效的电子转移。这项工作为通过使用三苯乙烯共价聚合物提高金属硫化物的太阳能制氢性能提供了一种有前景的方法。
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