A novel Cu-based composite with unique three-dimensional (3D) nanoflower-like morphology and mesoporous structure (abbreviated as Cu-NF) was developed, using zeolitic imidazolate framework-67 (ZIF-67) as precursor via facile Cu ion etching, followed by low-temperature calcination strategy. The mass ratio of Cu²⁺ to ZIF-67 played a key role in morphology control. Additionally, low-temperature calcination changed the chemical components of the active sites and improved the porosity for mass transportation with the original morphology preserved. Sample Cu-NF-300, calcined at 300 ℃ displayed the best oxygen evolution reaction (OER) performance among all the samples, with a small overpotential of 347 mV in 1.0 mol·L^-1 KOH and a low Tafel slope of 93 mV·dec^-1 for OER. Significant improvement in the electrochemical activity is attributed to the 3D superstructure and low-temperature calcination activation, which offer a simple synthetic strategy for the fabrication of Cu-based electrocatalysts for OER.

利用两种能带结构相匹配的半导体设计异质结，是实现太阳能驱动光催化制氢的重要策略之一。特别是S型异质结能够显著加速光生载流子的空间分离和迁移，同时保持较强的氧化还原能力。本文采用化学气相沉积工艺成功合成了红磷(RP)修饰的CeO₂(CeO₂/RP)的分级S型复合材料。在模拟太阳光照射下，优化的CeO₂/RP S型异质结表现出了高效的光催化产氢速率，达到297.8 μmol∙h^-1∙g^-1，分别是纯CeO₂和RP的8.8倍和5.7倍。这种高效的光催化制氢能力主要归因于界面上P—O—Ce键的存在，提供了有效的电荷转移通道，以及CeO₂和RP之间形成的内置电场。光生电荷转移路径遵循S型机制，内建电场促使CeO₂导带上的光生电子与RP价带上的光生空穴复合，从而使具有较高氧化还原电位的光生电子和空穴分别保留在RP的导带和CeO₂的价带上。这项工作为开发具有优异光催化制氢性能的S型异质结光催化系统提供了新的见解和方法。

首先通过水热法合成了Fe掺杂ZnO(ZnFeO)花状微球，然后采用物理沉积法将Mn掺杂碳量子点(Mn?CQDs)均匀负载于ZnFeO表面，成功构筑了Mn?CQDs/ZnFeO异质结复合材料。结合粉末X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外可见漫反射光谱和N₂脱附-吸附分析，探究了该材料结构与光催化性能的关系。结果表明，Mn掺杂显著提升了CQDs的光吸收范围和荧光稳定性；Mn和Fe双掺杂协同拓展了Mn?CQDs/ZnFeO的可见光吸收边，提高了吸收强度，促进了界面光生电子-空穴对的分离，改善了光催化性能。氙灯光照80 min时，复合材料对甲基橙(MO)的降解率达到91.4%，经过4次循环实验后，降解率仍保持在80.7%。自由基捕获实验证实，光生空穴(h⁺)和超氧自由基(·O₂^-)是MO光降解过程中的主要活性物种。