【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100068
同时提升体相和表面电荷分离与利用效率对于实现高效光催化析氢反应至关重要。本研究采用溶剂蒸发策略,将NiCr2O4纳米片负载于孪晶Cd0.5Zn0.5S (T-CZS)纳米颗粒表面,成功制备了NiCr2O4/T-CZS复合材料。经过优化,6% NiCr2O4/T-CZS在以聚乳酸(PLA)塑料为牺牲剂的NaOH溶液中析氢速率(rH2)达到81.4 mmol∙h−1∙g−1,这一显著提升主要归因于T-CZS由纤锌矿Cd0.5Zn0.5S (WZ-CZS)和闪锌矿Cd0.5Zn0.5S (ZB-CZS)组成,二者能带结构存在微小差异,使得WZ-CZS与ZB-CZS之间及T-CZS与NiCr2O4之间形成了S型电荷转移路径,从而促进了体相和界面电荷快速分离,确保了具有强还原能力的电子参与析氢反应(HER)。此外,借助NiCr2O4的局域表面等离子体共振(LSPR)效应,增强了体系对紫外-可见-近红外光的吸收,产生的热电子进一步促进了HER。同时,NaOH溶液增强了空穴的氧化反应驱动力,间接提高了HER动力学。研究还发现,其它金属铬酸盐(MCrxOy),如CoCr2O4、AgCrO2、Bi6CrO12、BaCrO4、ZnCr2O4、CdCr2O4、CuCr2O4等,也能不同程度提高T-CZS析氢活性。上述研究结果表明,同质异质结中体相与界面S型电荷转移路径能够实现高效光催化产氢与废塑料降解过程的有效协同,为解决能源与环境挑战提供了新的思路。