硫空位ZnCdS与金属态NiMnS构建欧姆结的界面工程调控及其高效光催化产氢性能研究

针对光催化产氢过程中载流子分离效率低的关键问题，研究人员通过硫空位(Vs)工程调控ZnCdS电子结构，并与金属态NiMnS构建欧姆结，形成强内置电场。优化后的Vs-ZnCdS/NiMnS催化剂产氢速率达1964.8 μmol g?1 h?1，较Vs-ZnCdS提升2.58倍，为界面调控促进光催化提供了理论依据与实践范例。

　　

全球环境问题日益严峻，气候变化与能源危机迫使人类寻求清洁能源解决方案。氢能因其零碳排放特性成为理想选择，但传统光催化材料如TiO₂、CdS等面临光吸收范围窄、载流子复合快等瓶颈。如何通过材料设计突破这些限制，成为当前研究热点。

宁夏大学的研究团队在《Applied Catalysis A: General》发表研究，创新性地将硫空位(Vs)修饰的ZnCdS与金属态NiMnS复合，构建高效光催化体系。通过水热法合成NiMnS，采用高温煅烧在ZnCdS中引入硫空位，并通过XRD、XPS等技术表征材料结构。电化学测试证实，二者形成的欧姆结产生强内置电场，使产氢速率提升至1964.8 μmol g^?1 h^?1。

Preparation of NiMnS
采用乙二醇溶剂热法，以镍锰乙酸盐为前驱体，200°C反应6小时制备金属态NiMnS，其无带隙特性显著提升电子迁移率。

Structure and composition of catalyst
XRD分析显示Vs-ZnCdS衍射峰位于CdS与ZnS标准卡之间，NiMnS特征峰出现在30.3°(100)等位置。XPS证实硫空位的成功引入，其作为电子传输通道促进载流子分离。

Conclusion
研究证实欧姆结界面内置电场可有效抑制电子-空穴复合，硫空位通过引入缺陷能级拓宽光吸收范围。NiMnS的金属特性降低反应过电位，协同作用使体系表观量子效率显著提升。

该工作由Lu Ding、Xiaoyue Zhang等完成，获得国家自然科学基金资助。其创新点在于：首次阐明NiMnS/Vs-ZnCdS界面费米能级偏移与光催化活性的构效关系，为非贵金属催化剂设计提供新思路。缺陷工程与界面调控相结合的策略，对开发高效光催化体系具有重要指导意义。