张加涛/刘佳/江俊Nano Letters: 2D多合一单层硫化物用于光催化全分解水

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张加涛/刘佳/江俊Nano Letters: 2D多合一单层硫化物用于光催化全分解水
金属硫化物可以作为光催化剂实现光催化全分解水，但其光生空穴氧化能力较差，限制了光催化水分解的应用。
北京理工大学张加涛、刘佳和中国科学技术大学江俊等人报道了通过阳离子交换获得的具有双缺陷(Ag掺杂剂和纳米孔)的单层ZnIn2S4，在可见光照射下在纯水中有效析出O2和H2。
张加涛/刘佳/江俊Nano Letters: 2D多合一单层硫化物用于光催化全分解水
双缺陷结构使得单层ZnIn2S4具有优化的光吸收和载流子动力学。更重要的是，Ag掺杂剂对促进析氧反应(OER)有益，纳米孔处悬空的S原子对析氢反应(HER)有利，双缺陷协同作为水氧化(Ag掺杂剂)和还原(纳米孔)的活性位点，从而在没有助催化剂的帮助下实现了光催化全分解水的稳定性。
张加涛/刘佳/江俊Nano Letters: 2D多合一单层硫化物用于光催化全分解水
另外，Ag 掺杂剂和周围环境提供了高的H2O和*OH吸附能，可以促进电催化水氧化过程，并有助于抑制空穴对硫化物光催化剂的光腐蚀。
这项工作展示了一种实现“一体化”的光催化剂，并解决了与硫化物基光催化剂相关的稳定性问题，具有巨大的应用潜力。
Two-dimensional all-in-one sulfide monolayers driving photocatalytic overall water splitting. Nano Letters, 2021. DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c02008

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