تقييم التوليف والأداء ل ZnCoS / ZnCdS مع هيكل بلوري مزدوج للتحفيز الضوئي للأكسدة والاختزال متعدد الوظائف في تطبيقات الطاقة

برز التمثيل الضوئي الاصطناعي ، الذي يسخر الطاقة الشمسية لإنتاج الوقود الكيميائي ، كاستراتيجية واعدة في أنظمة الطاقة المتجددة ، مما يوفر مسارا أخضر ومستداما نحو مستقبل منخفض الكربون^1،2. على الرغم من الاهتمام الأكاديمي والصناعي الكبير بتطور الهيدروجين الذي يحركه الطاقة الشمسية (_H2) عبر تقسيم الماء لإنتاج الهيدروجين الأخضر ، إلا أن تنفيذه العملي لا يزال مقيدا بالتحديات الرئيسية ، بما في ذلك الجهد الزائد العالي ، وإعادة التركيب السريع لناقلات الشحنة الضوئية ، والحركية البطيئة لنصف التفاعل التأكسدي³. في هذا السياق ، اكتسب التفاعل المزدوج للأكسدة الضوئية التي تنطوي على تطور الهيدروجين وأكسدة كحول البنزيل (BA) اهتماما مؤخرا كنهج واعد للاستخدام الفعال لناقلات الشحنة المستحثة ضوئيا^4،5،6. في هذا النظام ، يتم تقليل البروتونات لتوليد وقود H₂ نظيف ، بينما يتم أكسدة BA بشكل انتقائي لإنتاج منتج البنزالديهايد ذو القيمة المضافة (BAD) ^7،8. وبالتالي ، فإن تطوير محفز ضوئي غير متجانس ثنائي الوظيفة فعال قادر على تسهيل استهلاك الإلكترونات والثقوب المولدة ضوئيا في نفس الوقت أمر بالغ الأهمية لتحقيق نظام اقتران الأكسدة الضوئية التعاوني^{عالي الأداء 9،10،11،12}.

تمت دراسة أشباه الموصلات الكبريتيد المعدني ، وخاصة المحاليل الصلبة لكبريتيد الزنك والكادميوم الثلاثي (ZnCdS) ، على نطاق واسع للتطبيقات التحفيزية الضوئية نظرا لفجوة النطاق القابلة للضبط ومواضع حافة النطاق ، وامتصاص الضوء المرئي القوي ، والمقاومة العالية للتآكل الضوئي^13،14. والجدير بالذكر أن مركبات ZnCdS التي تتميز ببنية بلورية مزدوجة تتكون من مرحلتين بلوريتين متميزتين ، مزيج الزنك (ZB) والورتزيت (WZ) ، قد حظيت مؤخرا باهتمام كبير لقدرتها على تحسين الأداء التحفيزي الضوئي. يمتلك تقاطع الطور البيني WZ / ZB في مركبات ZnCdS مجالا إلكتروستاتيكي بيني يعزز بشكل كبير فصل ونقل ناقلات الشحنة المولدة ضوئيا إلى سطح المحفز ، وبالتالي تعزيز تفاعلات الأكسدة والاختزال¹⁵. ومع ذلك ، لا تزال مركبات ZnCdS مع تقاطعات الطور البيني WZ / ZB تواجه التحدي المتمثل في إعادة التركيب السريع لأزواج ثقب الإلكترون المثارة ضوئيا ، مما يؤثر بشكل ضار على أدائها الحفاز الضوئي العام¹⁶. من بين استراتيجيات التحسين المختلفة ، ظهر دمج المحفزات المشتركة كنهج واعد ومباشر لتحسين الأداء المحفز الضوئي لأشباه الموصلات القائمة على ZnCdS من خلال تسهيل فصل ونقل ناقلات الشحنة المستحثة ضوئيا^{بشكل أكثر كفاءة 17،18،19}. في الآونة الأخيرة ، تمت دراسة مادة ZnCoS على نطاق واسع في المكثفات^{الفائقة 20} ، والتحفيز^{الكهربائي 21} ، والبطاريات²² نظرا لثباتها الهيكلي الممتاز والتوصيل الكهربائي. على هذا الأساس ، تم تطوير المحفز الضوئي ZnCoS / ZnCdS بنجاح مع الخصائص الإلكترونية الضوئية المثلى من خلال الاستفادة من المزايا المميزة لفصل أزواج ثقب الإلكترون المستحث ضوئي الفعال ، مما يلبي احتياجات الطاقة المستدامة والتطبيقات البيئية.

في هذا العمل ، نقدم بروتوكولا شاملا لتخليق وتطبيق المحفز الضوئي ZnCoS / ZnCdS ، والذي يهدف إلى توجيه باحثين جدد في مجال التحفيز المزدوج للأكسدة الضوئية. على وجه الخصوص ، يتم إذابة 20 مجم من المحفز الضوئي ZnCoS / ZnCdS في محلول مائي من كحول البنزيل 60 مل (1.8 مل من كحول البنزيل) ثم يتعرض لاحقا لمصدر ضوء زينون بكثافة ضوء تبلغ 84.6 ميجاوات سم ^-2. بالإضافة إلى ذلك ، تقدم هذه الدراسة عرضا توضيحيا مفصلا لتحليل المنتج المرتبط بالتفاعلات المزدوجة للأكسدة الضوئية. ويمكن الاطلاع على مزيد من المعلومات في مقالتنا²³ المنشورة مؤخرا.

الكواشف والمعدات المستخدمة في هذه الدراسة مدرجة في جدول المواد.

1. تحضير المحفز الضوئي ZnCoS / ZnCdS

1. توليف المحفز المشترك ZnCoS
   1. خذ دورق سعة 100 مل لاحتواء 40 مل من محلول الإيثيلين جلايكول. صب 0.22 جم من الزنك (CH₃COO) ₂ · 2 ساعة₂O ، 0.5 جم من Co (CH₃COO) ₂ · 4 ساعة₂O و 0.3 جم من CH₃CSNH₂ في المحلول.
   2. أخضع المحلول الناتج للعلاج بالموجات فوق الصوتية لمدة 0.5 ساعة ، متبوعا بعملية تحريك لمدة 4 ساعات عند درجة الحرارة المحيطة (25 درجة مئوية) لضمان الذوبان الكامل للسلائف المعدنية.
   3. انقل المحلول المختلط إلى أوتوكلاف من الفولاذ المقاوم للصدأ مبطن بالبوليمر الصناعي سعة 100 مل ثم ضعه في فرن للتسخين عند 180 درجة مئوية لمدة 12 ساعة للعملية الحرارية المائية.
   4. اجمع الراسب الرمادي الداكن باستخدام تقنية الطرد المركزي (~ 8800 × جم لمدة 10 دقائق عند 20 درجة مئوية) لغسل العينة ثلاث مرات لكل منها بالماء منزوع الأيونات والإيثانول.
   5. انقل العينة الرمادية الداكنة إلى فرن لعملية التجفيف عند 60 درجة مئوية طوال الليل. تم أخيرا الحصول على مسحوق ZnCoS الصلب الرمادي الداكن.
2. تخليق ZnCdS مع بنية بلورية مزدوجة
   1. خذ دورق سعة 100 مل لاحتواء 40 مل من الماء منزوع الأيونات. صب 0.22 جم من الزنك (CH₃COO) ₂ · 2 ساعة₂O ، 0.27 جم من CD (CH₃COO) ₂ · 2 ساعة₂O ، 0.16 جم من Na₂S · xH₂O و 0.15 جم من CH₃CSNH₂ في المحلول.
   2. قم بإخضاع المحلول الناتج لعلاج بالموجات فوق الصوتية لمدة 0.5 ساعة ، متبوعا بعملية تحريك لمدة 3 ساعات في درجة الحرارة المحيطة لضمان الذوبان الكامل للسلائف المعدنية.
   3. أضف المحلول المائي 0.2 M NaOH إلى المحلول لضبط الخليط على حوالي 7.0 درجة الحموضة.
   4. انقل المحلول المختلط إلى جهاز تعقيم من الفولاذ المقاوم للصدأ مبطن بالبوليمر بسعة 100 مل ثم ضعه في فرن للتسخين عند 180 درجة مئوية لمدة 24 ساعة للعملية الحرارية المائية.
   5. اجمع الراسب المصفر باستخدام تقنية الطرد المركزي (~ 8800 × جم لمدة 10 دقائق عند 20 درجة مئوية) لغسل العينة ثلاث مرات بالماء منزوع الأيونات والإيثانول.
   6. انقل الراسب المصفر إلى فرن لتجفيفه عند 60 درجة مئوية طوال الليل. تم الحصول أخيرا على مسحوق ZnCdS الصلب المصفر.
3. تخليق المحفز الضوئي ZnCoS / ZnCdS
   1. قم بإذابة 4 ملغ من ZnCoS و 0.196 جم من ZnCdS في 40 مل من الماء منزوع الأيونات وإخضاع المحلول لعملية الموجات فوق الصوتية التي تستمر لمدة 0.5 ساعة ، تليها عملية التحريك لمدة 4 ساعات في درجة الحرارة المحيطة.
   2. اجمع الراسب المصفر باستخدام تقنية الطرد المركزي (~ 8800 × جم لمدة 10 دقائق عند 20 درجة مئوية) لغسل العينة ثلاث مرات بالماء منزوع الأيونات والإيثانول.
   3. انقل الراسب المصفر إلى فرن لعملية التجفيف عند 60 درجة مئوية طوال الليل. أخيرا تم الحصول على المسحوق الصلب ZnCoS / ZnCdS المصفر.

2. التفاعل المزدوج للأكسدة الضوئية لأكسدة كحول البنزيل وقياس إنتاج H₂

1. إعداد التفاعل المزدوج للأكسدة الضوئية
   1. أضف 20 مجم من المحفز الضوئي المركب و 60 مل من المحلول المائي بكحول البنزيل (1.8 مل من كحول البنزيل) في دورق سعة 100 مل.
   2. إخضاع الدورق لعلاج الموجات فوق الصوتية لمدة 0.5 ساعة.
   3. انقل المحلول وضع أداة التحريك المغناطيسي في خلية مفاعل تشعيع علوي ثلاثي العنق. يخضع المحلول لعملية تقليب بطيئة طوال عملية التفاعل بأكملها.
   4. قم بتوصيل مصيدة الرطوبة في اتجاه مجرى خلية المفاعل. ثم قم بالاتصال بمدخل حلقة أخذ عينات الغاز لكروماتوغرافيا الغاز (GC). قم بتوصيل مخرج حلقة أخذ عينات الغاز بمدخل خلية المفاعل ، وبالتالي تشكيل نظام دوران غاز مغلق.
   5. قم بتطهير 50 مل / دقيقة من غاز N₂ في جميع أنحاء المفاعل لمدة 0.5 ساعة لإزالة الهواء داخل المفاعل بالكامل بعد إغلاق المفاعل بنافذة زجاجية. يتم إجراء التفاعل في نظام دوران غاز مغلق.
   6. قم بتشغيل مضخة تمعجية واضبط معدل التدفق على 20 مل / دقيقة لتدوير تيار N₂ داخل نظام تدوير الغاز المغلق.
   7. قم بتشغيل مصباح الزينون بجهد 15 فولت وتأكد من اختراق الضوء عبر النافذة الزجاجية للوصول إلى المحلول. تبلغ شدة الضوء حوالي 84.6 ميجاواط / سم² ، والمسافة بين مصدر الضوء ونافذة زجاج المفاعل حوالي 15 سم.
2. تحليل منتج التفاعل المزدوج للأكسدة الضوئية والاختزال بواسطة كروماتوغرافيا الغاز عبر الإنترنت (GC) والكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء (HPLC)
   1. استخدم GC المجهز بمزيج من المنخل الجزيئي 5A وأعمدة امتصاص البوليمر المسامية لتحليل منتجات الغاز أثناء التفاعل المزدوج للأكسدة الضوئية.
   2. استخدم كاشف التوصيل الحراري (TCD) لتحديد تركيز H₂ .
   3. أثناء التفاعل المزدوج للأكسدة الضوئية والاختزال ، حافظ على معدل التدفق عند 20 مل ^{في الدقيقة -1} لتوصيل الغازات إلى GC.
   4. حدد محتوى H₂ من إشارة TCD.
   5. بعد اكتمال التفاعل ، استخدم مرشح حقنة نايلون 0.22 ميكرومتر لتصفية 1 مل من التعليق. بعد ذلك ، قم بتخفيف التعليق بالماء منزوع الأيونات مع تعليق: نسبة الماء منزوع الأيونات 1: 9.
   6. استخدم HPLC المجهز بكاشف مصفوفة الثنائي الضوئي وعمود 100 Å عالي الأداء. يتم استخدام مرحلة متحركة من الماء / الأسيتونيتريل (60:40) وطول موجة للكشف يبلغ 254 نانومتر لتحديد تكوين المادة التحليلية.

يتم إجراء دراسات التشكل باستخدام صور المجهر الإلكتروني عالي الدقة (HRTEM) ، مع استخدام مجهر عالي الدقة مثبت بمجهر إلكتروني تحليلي بانبعاثات ميدانية 200 كيلو فولت. يتم عرض صور المجهر الإلكتروني عالي الدقة (HRTEM) في الشكل 1 لتوصيف الهيكل البلوري المزدوج ل ZnCdS و ZnCoS / ZnCdS. تم تسجيل أطياف الانعكاس المنتشرة UV-Vis (DRS) بنطاق طول موجي يتراوح من 200-900 نانومتر على مطياف UV-Vis باستخدام BaSO4 كمعيار الانعكاس. يتم توضيح نتائج التحليل الطيفي لامتصاص UV-Vis في الشكل 2 لتحديد قابلية امتصاص الضوء للمحفز الضوئي ZnCdS مع تقاطعات طور مزيج الزنك / الورتزيت (ZB / WZ). يتم تحديد الخصائص النسيجية للعينات من خلال قياس الفيزياء N2 بواسطة محلل الامتزاز عند -196 درجة مئوية. قبل التحليل ، تم تفريغ العينات عند 120 درجة مئوية لمدة 12 ساعة. تظهر نتائج فيزياء N2 في الشكل 3 لتحديد درجة المسامية المتوسطة للمادة المركبة ومساحة سطح BET. تظهر نتائج التفاعل المزدوج للأكسدة الضوئية والاختزاز واستخدامه متعدد الوظائف في الشكل 4 للقياس الكمي لغاز H2 والمنتجات السائلة ذات الصلة.

الشكل 1: توصيفات المحفز الضوئي ZnCdS و ZnCoS / ZnCdS. صور HRTEM ل (أ) المحفز الضوئي ZnCdS الأصلي و (ب) المحفز الضوئي ZnCoS / ZnCdS مع (C) إدراج الوجه البيني بين مرحلتي ZnCdS و ZnCoS. لوحظت الطور البيني ZB / WZ في صورة HRTEM ، المشار إليها بالجزأين الأصفر والأزرق. كما تم الكشف عن مراحل ZnCoS ، مما يدل على الدمج الناجح ل ZnCoS في الأطوار البينية ZB / WZ ل ZnCdS. تم استنساخ الشكل من Siang، T.J. et al.23. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2: امتصاص الضوء ل ZnCdS و ZnCoS / ZnCdS المحفز الضوئي. (أ) أطياف امتصاص الأشعة فوق البنفسجية وVis لعينات ZnCdS و ZnCoS و ZnCoS / ZnCdS الأصلية. (ب) مؤامرة Tauc من المحفز الضوئي ZnCdS البكر. تم تأكيد قدرة امتصاص الضوء المرئي ل ZnCdS بفجوة ضيقة تبلغ حوالي 2.49 فولت ، مما يدل على ميزتها الرائعة المتمثلة في كفاءة فصل أزواج ثقب الإلكترون المستحثة ضوئيا. تم استنساخ الشكل من Siang، T.J. et al.23. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 3: قدرة الامتصاص والامتصاص N 2 للمحفز الضوئي ZnCoS / ZnCdS التمثيلي. (أ) N2 متساوي الحرارة الفيزيائية و (ب) توزيع حجم المسام ل ZnCoS / ZnCdS. أشارت النتائج إلى أن ZnCoS / ZnCdS يمتلك بنية مسامية ، والتي كانت مفيدة لامتصاص المادة المتفاعلة على سطح المحفز أثناء التفاعل. تم استنساخ الشكل من Siang، T.J. et al.23. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 4: الأداء المحفز الضوئي ل ZnCdS و ZnCoS / ZnCdS المحفز الضوئي لمختلف التفاعلات المزدوجة للأكسدة الضوئية. الأداء المحفز الضوئي للمحفزات الضوئية ZnCdS و ZnCoS / ZnCdS الأصلية للتفاعل المزدوج للأكسدة الضوئية (A) H2 وأكسدة كحول البنزيل ، (B) إنتاج H2O2 وتخليق الأسيتالديهايد ، و (C) تطور H2 وإصلاح البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET). أظهرت ZnCdS و ZnCoS / ZnCdS المستجيبة للضوء المرئي تطبيقاتها الواعدة في مختلف التفاعلات الكيميائية الضوئية. تم استنساخ الشكل من Siang، T.J. et al.23. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 1A-C displays HRTEM images of pristine ZnCdS and ZnCoS/ZnCdS photocatalysts. The pristine ZnCdS exhibits a granular nanostructure composed of highly crystalline nanoparticles. As shown in Figure 1A, lattice spacings of 0.32 nm and 0.36 nm are observed, corresponding to the ZB (111) and WZ (100) crystal planes of ZnCdS, respectively²⁴. Prominent ZB/WZ interphase boundaries featuring mirror-symmetric (zigzag) lattice arrangements are evident on both sides of the twin boundaries. These boundaries confirm the formation of interfacial homogeneous junctions, which play a crucial role in modulating the electronic structure, thereby enhancing charge carrier separation and transport23. In Figure 1B, a lattice fringe with a spacing of 0.312 nm, attributed to the (002) plane of ZnCoS²⁵, is identified in the ZnCoS/ZnCdS photocatalyst, indicating the successful incorporation of ZnCoS at a loading of 2 wt%. Notably, this feature is localized at the interface region where close contact occurs between ZB and WZ domains (Figure 1C), suggesting the formation of a heterointerface that facilitates efficient separation and migration of photogenerated charge carriers, thereby contributing to the improved photocatalytic performance.

The photoabsorption characteristics of pristine ZnCdS and ZnCoS/ZnCdS photocatalysts were investigated using UV-Vis absorption spectroscopy (Figure 2A). The absence of an absorption peak in ZnCoS confirms its non-semiconducting nature, indicating its inability to generate photogenerated electron-hole pairs under solar irradiation. Both pristine ZnCdS and ZnCoS/ZnCdS exhibit broad absorption bands in the 300-550 nm range, indicative of their responsiveness to visible light^26,27. Importantly, the incorporation of 2 wt% ZnCoS into ZnCdS does not significantly affect the light-harvesting capability within the visible region. Furthermore, the presence of Urbach tails in both spectra suggests the existence of localized electronic states within the bandgap, likely arising from structural disorder or defects^28,29. The optical band gap (E_g) of pristine ZnCdS, as determined from the Tauc plot (Figure 2B), is estimated to be approximately 2.49 eV. Figure 3A shows the N₂ physisorption isotherms of ZnCoS/ZnCdS photocatalyst, which demonstrated a type IV isotherm with H4-type hysteresis loop pattern, indicating the presence of mesoporous structure in the synthesized materials²³. The mesoporosity feature is further corroborated by the existing pore size distribution (Figure 3B) within a range of 10-25 nm and 28-35 nm using the Barrett-Joyner-Halenda (BJH) method, typical pore size presented in mesostructured material²³. The BET surface area of ZnCoS/ZnCdS was estimated to be 12.94 m² g^-1.

Figure 4A-C illustrates the performance of various photoredox dual reactions over pristine ZnCdS and ZnCoS/ZnCdS photocatalysts after a 4-h continuous reaction under visible light irradiation. Irrespective of the specific photochemical reaction, both photocatalysts exhibited substantial production of photoreduction and photooxidation products, which can be attributed to the presence of ZB/WZ phase junctions in ZnCdS that contribute to enhanced photostability. The introduction of ZnCoS as a co-catalyst significantly improved H₂ evolution, particularly in the dual photoredox reactions involving H₂ generation and benzyl alcohol oxidation (Figure 4A), as well as in photocatalytic polyethylene terephthalate (PET) reforming for H₂ and pyruvic acid production (Figure 4C). Specifically, as shown in Figure 4A, the ZnCoS/ZnCdS composite achieved a 27.2% increase in H₂ evolution and a 21.2% increase in benzaldehyde formation compared to pristine ZnCdS (6.66 mmol g_cat^-1 h^-1). These enhancements are attributed to the role of ZnCoS as an electron trap, which prolongs the lifetime of photogenerated electrons, thereby facilitating proton reduction to H₂ and improving the surface redox kinetics²³. This mechanism also accounts for the similar enhancement observed in the PET reforming system (Figure 4C). Although a different trend is observed in Figure 4B, both photocatalysts yielded comparable amounts of H₂O₂ and acetaldehyde under visible light, indicating effective charge carrier utilization in that reaction pathway as well³⁰.

Despite the promising outcomes, several limitations must be acknowledged. The long-term stability of ZnCdS-based materials remains a challenge, especially under prolonged visible-light irradiation, where photocorrosion can gradually reduce catalytic activity. Additionally, the presence of cadmium raises environmental and health concerns, potentially limiting large-scale deployment unless proper containment or substitution strategies are employed. Scalability of the synthesis also poses a constraint due to the sensitivity of the crystallization process; incomplete crystallization or phase segregation can result in inconsistent photocatalytic yields. To troubleshoot such issues, careful optimization of solvothermal conditions, precursor ratios, and calcination steps is essential. Surface passivation strategies and incorporation of protective layers (e.g., thin oxide coatings) may enhance catalyst durability. For systems yielding low activity, tuning the Zn/Co/Cd ratio or modifying the band structure through elemental doping could be explored to improve charge separation and absorption range. Finally, environmental sensitivity to moisture or air during storage and reaction setup should be controlled to prevent catalyst deactivation.

In conclusion, we have developed a synthetic strategy for fabricating ZnCdS with a twin crystal structure and successfully incorporated ZnCoS into the ZnCdS matrix for application in photoredox dual reactions. The integrated protocol for analyzing both gaseous and liquid photoredox products offers a reliable and systematic approach for accurate product quantification. Given the broad applicability of ZnCdS-based photocatalytic systems, this methodology comprises a straightforward catalyst synthesis and online product analysis to establish a valuable framework for the rational design of robust ternary metal sulfide photocatalysts aimed at enhancing the efficiency of solar-driven energy conversion and meeting emerging demands in chemical manufacturing.

The synthetic strategy and dual-function photocatalytic platform demonstrated here open several promising avenues for future research and practical deployment. By leveraging the modularity of the ZnCoS/ZnCdS system, this approach can be extended to a variety of multifunctional heterostructured photocatalysts. For instance, similar design principles may be applied to chalcogenide-based systems such as CuInS₂, AgInS₂, or NiS-modified CdS, which offer narrow bandgaps and strong redox properties. Additionally, oxide-based semiconductors like TiO₂, BiVO₄, or Fe₂O₃ can be surface-modified with suitable co-catalysts to achieve visible-light responsiveness and efficient charge separation. This expands the method's applicability to more environmentally benign and earth-abundant materials.

Beyond the model reactions explored here, the dual photoredox strategy can be employed in diverse reaction systems, including biomass valorization (e.g., glucose or HMF oxidation), selective oxidation of alcohols or amines in pharmaceutical synthesis, and environmental remediation such as ammonia degradation or nitrate reduction. Moreover, coupling CO₂ photoreduction with the simultaneous oxidation of industrial byproducts presents a sustainable approach to carbon recycling and chemical production. The strategy is also compatible with continuous flow microreactor systems, which offer improved mass transfer, precise reaction control, and the potential for catalyst reuse. These are the important features for scaling up H₂ production or organic pollutant degradation.

In terms of practical usability, the synthesis relies on accessible hydrothermal methods using standard precursors and equipment, making the protocol highly reproducible and adaptable across laboratories. Reaction conditions such as precursor ratio, reaction temperature, and time can be tuned to optimize crystallinity, phase junction formation, and co-catalyst distribution. The catalyst system can also be immobilized on conductive or porous supports to facilitate integration into photoelectrochemical (PEC) cells, photocatalytic membranes, or hybrid photothermal systems. These configurations offer new opportunities for device-level applications such as on-demand hydrogen generation, solar-assisted wastewater treatment, and modular fuel-production units.

Overall, this dual-function ZnCoS/ZnCdS photocatalytic platform not only highlights the potential for synergistic redox reactions under visible light but also provides a robust and adaptable framework for the rational design of advanced ternary photocatalysts. With further optimization and integration, this methodology can contribute significantly to the development of scalable, sustainable technologies in clean energy and green chemical manufacturing.