银掺杂调控ZnIn2S4/共价有机框架S型异质结内建电场实现纯水高效光催化过氧化氢合成

本文推荐一种创新策略：通过银(Ag)掺杂和S型异质结(S-scheme)协同作用，将共价有机框架(COF)与改性锌铟硫(Ag-ZnIn2S4)复合，实现纯水体系光催化H2O2产量达4425?μmol·g?1·h?1，为绿色氧化剂合成提供新范式。

　　

Highlight

共价有机框架(COFs)凭借优异的光吸收能力和可调电子结构，在光催化过氧化氢(H₂O₂)合成中展现出巨大潜力。为克服光生载流子严重复合的难题，研究者提出将COFs与金属硫化物(MS)构建阶梯型(S-scheme)异质结，实现电子-空穴的有效分离与定向传输。

Materials synthesis and characterization

如图1a所示，首先通过水热法成功合成由纳米片组成的ZIS纳米花，随后通过室温阳离子交换法制备Ag-ZIS，最后采用原位生长法将TpBpy COF封装在Ag-ZIS表面形成AZC复合材料。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等技术对样品微观形貌进行表征，证实了异质结的成功构建。

Conclusion

我们通过室温阳离子交换法结合水热合成，成功设计出新型Ag掺杂ZIS/TpBpy COF S型异质结，在纯水体系中实现高效H₂O₂生产。该系统光催化H₂O₂产率高达4425?μmol·g^?1·h^?1，超越近期报道的COF基和ZIS基复合材料。创新性提出银掺杂策略——通过原子级调控ZIS晶格，诱导可调带隙窄化和可见光吸收边红移，同时优化内建电场强度，为MS/COF异质结设计提供新思路。