通过空位工程增强In2S3的热电极化强度及其热-光-电协同催化性能研究

本文推荐：作者通过聚乙烯吡咯烷酮（PVP）溶液处理在In2S3中引入硫空位（Vs），显著增强了材料自发极化强度与热-光-电催化（Pyro-PEC）性能。实验表明，硫空位重构了In-S偶极矩分布，使电流密度提升至2.29 mA?cm-2（1.23 V vs.RHE），为裸材料的3.15倍，为热-光-电多场耦合催化提供了新思路。

　　

Highlight

样品制备

简而言之，采用水热法在FTO玻璃基底上制备四方相In₂S₃薄膜的具体流程如下：首先将0.4 mmol高纯（99.9%）四水合氯化铟（InCl₃·4H₂O）与0.6 mmol硫脲（CH₄N₂S，99%）共同溶解于40 ml蒸馏水中形成混合溶液。

结果与讨论

图1展示了完整制备流程。通过扫描电镜（SEM）观察材料形貌（图2a），可见四方相In₂S₃呈现立方块状堆叠结构。经90°C PVP溶液浸泡3小时后，材料表面出现明显蚀刻特征，证实硫空位成功引入。拉曼光谱进一步揭示了In₂S₃晶格中偶极矩的重排现象，这种原子级调控使自发极化强度显著提升。

结论

本研究通过PVP溶液蚀刻在In₂S₃薄膜中精准构建硫空位，不仅通过改变In-S键偶极矩分布增强了材料极化电场效应，还利用缺陷工程提升了表面对温度变化的响应能力。该策略为开发高效热-光-电协同催化体系提供了原子级调控范例。