从低成本、大批量生产氢气的角度出发，人们一直在寻找高效的光催化析氢催化剂来实现太阳能到氢气的转化。

近日，复旦大学戴维林教授报道了通过在In-MOF制备的碳涂层中空管In₂O₃（C/HT-In₂O₃）表面生长薄层ZnIn₂S₄，合理设计了一种分层中空管状In₂O₃/ZnIn₂S₄异质结，作为光催化剂用于光催化析氢（PHE）。

文章要点

1）得益于C/HT-In₂O₃的窄禁带宽度，以及C/HT-In₂O₃与ZnIn₂S₄形成交错异质结构。In₂O₃/ZnIn₂S₄异质结具有快速的界面电荷转移和显著增强的PHE活性。前者是由通过EXAFS分析揭示的配位In-N-In位点引起，而后者则得到了密度泛函理论（DFT）计算的证实。此外，碳的高电子传导性用于桥接C/HT-In₂O₃到ZnIn₂S₄的电荷分离，进一步加速了质子化过程。

2）实验结果显示，当对应物的质量比为1:2时，最佳析氢速率达到920.5 μmol/m²，分别比原始C/HT-In₂O₃和ZnIn₂S₄高13.2倍和6.6倍。

这项工作证明了在碳包覆的HT-In₂O₃/ZnIn₂S₄异质结构的界面上建立配位的In-N-In位点以促进电荷转移的可行性，并为水的PHE反应引入了一种理想的光活化催化剂。

参考文献

Quan Zhang, et al, In−N−In Sites Boosting Interfacial Charge Transfer in Carbon-Coated Hollow Tubular In₂O₃/ZnInS₄ Heterostructure Derived from In-MOF for Enhanced Photocatalytic Hydrogen Evolution, ACS Catal. 2021

DOI: 10.1021/acscatal.0c05520

https://doi.org/10.1021/acscatal.0c05520