为了实现可规模化的太阳能氢气合成，开发能够用于整体水分解的可见光吸收光催化剂至关重要。虽然金属硫化物能有效地捕捉可见光，但长期以来，金属硫化物在水分解中的应用一直受到较差的抗空穴氧化能力的严重困扰。
近日，北京理工大学张加涛教授，刘佳，中科大江俊教授报道了通过二维（2D）ZnIn2S4单分子膜与Ag+的简单水溶液阳离子交换反应获得了一种具有高效整体水分解性能的双缺陷（Ag掺杂剂和具有丰富悬垂S原子的纳米空穴）硫化物光催化剂。
文章要点
1）制得的“一体式”光催化剂表现出优异的捕光能力，优化的载流子动力学，以及用于HER和OER的优异催化性能。
2）实验和理论研究结果显示，Ag-ZnIn2S4光催化剂中的纳米孔起到了活性中心的作用，而Ag掺杂剂及其周围环境提供了较高的H2O和OH的吸附能，促进了水氧化过程，并有助于通过孔洞抑制硫化物光催化剂的光腐蚀。这些因素使得Ag-ZnIn2S4双缺陷光催化剂在整体水分解方面表现出与已报道的单相氧化物和氢氧化物光催化剂相比的竞争活性和稳定性。
研究结果为硫化物基光催化剂的活化和稳定提供了一种可行的方法，并有望为开发用于人工光合作用领域的窄带隙光催化剂提供新的途径。
参考文献
Rongrong Pan, et al, Two-Dimensional All-in-One Sulfide Monolayers Driving Photocatalytic Overall Water Splitting, Nano Lett., 2021
DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c02008
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c02008
