棒状Cu3(HHTP)2/In2S3 S型异质结的界面重构：孔结构保持与光催化CO2还原过程中载流子动力学的调控

《ACS Applied Energy Materials》：Interface Reconstruction of Rod-like Cu3(HHTP)2/In2S3 S-Type Heterojunctions: Pore Structure Preservation and Regulation of Charge Carrier Dynamics in Photocatalytic CO2 Reduction

构建二维导电金属有机框架（c-MOFs）S型异质结提升光催化性能，通过形态工程控制实现棒状结构而非传统片状结构，In2S3与Cu3(HHTP)2通过In-O键侧向接触保留孔隙并暴露更多活性位点，使CO2吸附能力提升2.18倍，电荷消耗率提高1.73倍，同时增强层间电子传输和电导率。

　　

在二维（2D）导电金属-有机框架（c-MOFs）上构建S型异质结是一种被广泛认可的有效策略，这类框架具有高比表面积、丰富的活性位点以及优异的导电性，能够显著提升光催化性能。在本研究中，通过将二维c-MOF Cu₃(HHTP)₂与In₂S₃耦合，制备出了S型异质结，以实现光催化活性的协同增强。与传统片状异质结不同，后者往往会阻塞c-MOFs的垂直孔道结构；我们通过控制形貌工程手段合成了棒状Cu₃(HHTP)₂/In₂S₃复合材料。实验结果表明，这种非平面界面接触方式有效保留了框架的原有孔结构，同时完全暴露了Cu活性中心的d_z²轨道。结构分析显示，棒状Cu₃(HHTP)₂主要通过其侧面形成的In–O键与In₂S₃相互作用，从而保持了框架的孔隙率并暴露了大量活性位点。因此，该复合材料的CO₂吸附能力达到了13.44 cm³·g^–1，是传统片状Cu₃(HHTP)₂/In₂S₃复合材料的2.18倍（在后者中，In₂S₃通过Cu–S键与Cu结合）。此外，In₂S₃的引入还增强了棒状结构内部的层间电荷传输能力。由于这些协同效应，棒状异质结的电子消耗速率是其片状对应物的1.73倍。这种独特的结构不仅保留了c-MOFs中d-π共轭带来的平面内电荷传输优势，还通过In₂S₃引入了层间电子桥接路径，从而显著提升了导电性和电荷分离效率。