設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)用于太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的可見(jiàn)光響應(yīng)材料是實(shí)現(xiàn)碳中和的一種有效且有前景的方法。
基于此，上海理工大學(xué)李貴生教授和范金辰教授、上海電力大學(xué)閔宇霖教授（共同通訊作者）等人報(bào)道了一種原位水熱生長(zhǎng)策略，將Mo修飾的ZnIn2S4（Mo-ZIS）納米片與NiTiO3（NTO）結(jié)合，合成了具有增強(qiáng)界面電場(chǎng)（IEF）效應(yīng)和典型S-型異質(zhì)結(jié)的多功能Mo修飾ZIS包覆NTO微棒（Mo-ZIS@NTO）光催化劑。所制備的Mo1.4-ZIS@NTO催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，H2析出速率高達(dá)14.06 mmol g?1 h?1，在420 nm處的表觀量子效率為44.1%。通過(guò)模擬計(jì)算，得到了Mo-ZIS@NTO催化劑的電子性能。ZIS和Mo-ZIS的最大價(jià)帶（VBM）值主要由單個(gè)S-3p軌道貢獻(xiàn)，而導(dǎo)帶最小值（CBM）均來(lái)自In-5s和S-3p軌道。相比之下，Mo-ZIS的投射態(tài)密度（PDOS）的主要特征是在費(fèi)米能級(jí)附近出現(xiàn)Mo 4d-S 3p鍵共振并形成雜化。雜交可以在Mo-ZIS中產(chǎn)生一些超出費(fèi)米能級(jí)的狀態(tài)，并作為電子受體抑制e?-h +對(duì)的重組。吉布斯自由能（ΔGH*）是衡量PHE活性的主要指標(biāo)，當(dāng)ΔGH*接近于零時(shí)，性能最佳。表面催化制氫反應(yīng)主要有兩個(gè)步驟：（1）活性位點(diǎn)（*）吸附質(zhì)子并與電子結(jié)合形成活性中間體（H*）（H+ + e? + *→H*）；（2）質(zhì)子快速解吸促進(jìn)H2分子析出（2H*→H2 + 2*）。ZIS的ΔGH*值為-0.202 eV，表明質(zhì)子的強(qiáng)吸附不利于中間產(chǎn)物H*的釋放，而Mo-ZIS和Mo-ZIS@NTO催化劑的ΔGH*值分別下降至-0.176和-0.127 eV。因此，Mo-ZIS@NTO中IEF的增強(qiáng)誘導(dǎo)了電荷的重新分布，使得H2更容易形成和析出。Mo-Modified ZnIn2S4@NiTiO3 S-Scheme Heterojunction with Enhanced Interfacial Electric Field for Efficient Visible-Light-Driven Hydrogen Evolution. Adv. Funct. Mater., 2023, DOI: 10.1002/adfm.202213131.https://doi.org/10.1002/adfm.202213131.
