在过去的几十年里，光催化水分解是太阳能转化为化学能的最重要的研究领域之一。太阳能是可再生能源之一，是终极的清洁能源。为了充分利用太阳能，利用窄带隙的光催化剂在可见光下捕获用于水分解的太阳能至关重要。因此，利用合适的半导体材料进行光催化水分解是一种极有前途的绿色制氢策略。

近日，福建农林大学林金国教授，Xiaoyun Chen，台湾科技大学Dong-Hau Kuo报道了制备了一种具有不同Ni²⁺/(Ni²⁺+Ni³⁺)比值和氧空位缺陷的双金属、双卤(Ni,In)(O,S)_2-x纳米片催化剂体系，用于光催化制氢。

参考文献

1）掺铟后的(Ni,In)(O,S)_2-x仍为立方黄铁矿结构，但Ni主要以Ni³⁺态存在，硫空位为25%。随着N₂H₄的加入，高缺陷的(Ni,In)(O,S)_2-x产生活性氧空位缺陷，以捕获水，并将Ni³⁺部分转化为Ni²⁺，以增强电荷传输和分离。

2）在最佳N₂H₄用量下，(Ni,In)(O,S)_2-x催化剂在25 mg NiInOS-3粉末中的可见光光催化氢产率最高，为496.8 µmol/h，是不含N₂H₄的NiInOS催化剂的65倍，（7.6 µmol/h），(Ni,In)(O,S)_2-x的析氢速率为19.87 mmol/g∙h，是一种不含贵金属和第二相的高效可见光光催化剂。

3）析氢数据证明，硫空位缺陷不涉及水分解机制，但会诱导活性氧空位缺陷，特别是其浓度，在−0.896 eV处具有较高的水吸附能。

这项研究展示了一种设计可见光下具有优异PHER性能的半导体催化剂的新策略，即将NiS₂电催化剂转化为一种极有前途的优良HER光催化剂。

参考文献

Chen X, Huang T , Kuo D-Hau, Sun H, Li P , Zelekew OA, Abdeta AB, Wu Q, Zhang J, Y uan Z, Lin J, Material Design with the Concept of Solid Solution-type Defect Engineering in Realizing the Conversion of an Electrocatalyst of NiS₂ into aPhotocatalyst for Hydrogen Evolution, Applied Catalysis B: Environmental (2021)

DOI：10.1016/j.apcatb.2021.120542

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120542