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Bio-inspired high-efficiency photosystem by synergistic effects of core-shell structured au@cds nanoparticles and their engineered location on{001}facets of SrTiO_(3)nanocrystals

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Journal of Materials Science & Technology 2023年第5期136卷 159-168页

作者： Wenxuan Wang Wenhao Chi Zhaoyong Zou Pengchao Zhang Kun Wang Ji Zou Hang Ping Jingjing Xie Weimin Wang Zhengyi Fu State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing Wuhan University of TechnologyWuhan 430070China Hubei Longzhong Laboratory Xiangyang 441000China State Key Laboratory of Silicate Materials for Architectures Wuhan University of TechnologyWuhan 430070China

Natural photosynthesis,which provides a green and high-efficiency energy conversion path by spatial separation of photogenerated carriers through combined actions of molecules ingeniously arranged in an efficient solar nanospace,highlights the importance of rational nanostructure design to realize artificial high-efficiency photosystem.Inspired by these unique features,we constructed a high-efficiency ternary photosystem by selectively decorating the{001}facets of 18-facet SrTiO_(3)with au@cds photosensitizers via a green photo-assisted method.Benefiting from the dual-facilitated charge carriers transportation in core-shell structured au@cds heterojunction and well-faceted 18-facet SrTiO_(3)nanocrystal,such a photo-catalyst could realize the effective spatial separation of photogenerated electrons and holes.As expected,the 18-facet SrTiO_(3)/au@cds photocatalyst exhibits superior activity in visible-light-driven photocatalytic hydrogen evolution(4.61 mmol h^(−1)g^(−1)),166%improvement in comparison with randomly deposited au@cds(1.73 mmol h^(−1)g^(−1)).This work offers new insight into the development of green and high-efficiency photocatalytic systems based on the rational nanostructure design by crystal facet engineering.

关键词： au@cds composites Core-shell 18-facet SrTiO_(3) Photogenerated carrier separation Crystal facet engineering Hydrogen production

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