光催化制取过氧化氢（H₂O₂）是获得太阳能燃料的一种理想途径。

近日， 中国地质大学（武汉）Linxi Wang报道了在TiO₂/In₂S₃复合光催化剂中构建了S型异质结，极大地促进了光生载流子的分离，极大促进了H₂O₂的高效生产。复合光催化剂的H₂O₂产率高达376 µmol/(L·h)。

文章要点

1）研究人员通过计算方法和实验研究了S型异质结中的电荷转移和分离机制。密度泛函理论（DFT）和原位辐照X射线光电子能谱结果揭示了TiO₂/In₂S₃复合材料中S型异质结的明显特征以及电荷转移机制。

2）DFT计算和电子顺磁共振结果表明，O₂还原为H₂O₂遵循逐级单电子过程。此外，与TiO₂相比，In₂S₃与O₂的相互作用更强，还原能力更强，是H₂O₂生成的活性中心。

本工作提供了一种新型的S-方案光催化剂，具有较高的H₂O₂生产效率，并从机理上证明了电荷载流子分离的优化。

参考文献

Yi Yang, et al, TiO₂/In₂S₃ S-scheme  photocatalyst  with  enhanced  H₂O₂-production activity, Nano Res., 2021

DOI: 10.1007/s12274-021-3733-0

https://doi.org/10.1007/s12274-021-3733-0