Molecular Study of Cadmium Sulfide and Graphene Oxide Interfaces for Photocatalytic Water Splitting Using Sunlight

Bulletin of the Karaganda University Physics Series, 2026

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.31489/2026ph1/13-21
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

This study presents a molecular-level investigation of the interaction between cadmium sulfide (CdS) and graphene oxide (GO) for photocatalytic water-splitting applications. Density functional theory (DFT) calcula tions were carried out using the LC-ωPBE functional and LANL2DZ basis set in the implicit water model (IEFPCM) to optimize the geometry and study the interface properties. The optimized CdS structure exhibits a stable tetrahedral Cd-S configuration, whereas the CdS-GO composite exhibits strong interfacial bonding through Cd-O and S-O interactions supported by charge redistribution across the interface. Reduction density gradient (RDG) and non-covalent interaction (NCI) analyses reveal the presence of significant weak interac tions, including van der Waals forces, hydrogen bonding, and Cd-O coordination, which stabilize the compo site. The visualization of the blue regions in the NCI and RDG plots indicates attractive non-covalent forces that strengthen electronic coupling and charge transfer between CdS and GO. These results confirm that GO acts as an efficient electron acceptor, suppresses the recombination of photogenerated carriers, and enhances photocatalytic efficiency. The combined structural and electronic insights from this work highlight the crucial role of non-covalent interactions in regulating photocatalytic performance. The results of the study provide valuable theoretical guidance for the design of stable and efficient CdS-GO-based nanostructures for sustain able hydrogen energy production via solar-powered water splitting.