金属1T相硒化钼/硫化锌铟异质结构构建及其光催化产氢性能增强机制研究

针对传统光催化剂载流子复合快、活性位点不足等问题，青岛大学团队通过机械研磨法构建2D/2D异质结1T-MoSe2@ZnIn2S4，实现11.93 mmol g?1 h?1的产氢效率，较纯ZnIn2S4提升4.18倍。该研究为开发非贵金属助催化剂体系提供了新思路。

　　

随着全球化进程加速，煤炭、石油等不可再生资源的快速消耗对人类社会的可持续发展构成严峻挑战。人工光合作用被视为解决能源与环境危机的绿色方案之一，其中利用太阳能驱动光催化分解水制氢技术成为研究热点。然而，传统光催化剂普遍存在光吸收范围窄、载流子复合快、活性位点不足等瓶颈问题。金属硫化物ZnIn₂S₄虽具有合适的带隙结构和良好稳定性，但其性能仍受限于上述缺陷。青岛大学的研究团队通过构建金属1T相MoSe₂与ZnIn₂S₄的二维异质结，显著提升了光催化产氢性能，相关成果发表于《International Journal of Hydrogen Energy》。

研究采用机械研磨法将纳米花状ZnIn₂S₄与1T-MoSe₂复合，通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等技术表征材料结构，紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)分析光吸收性能，电化学阻抗谱(EIS)评估电荷转移效率，并搭建密闭反应系统测试产氢活性。

Results and discussion部分揭示：1）XRD证实成功合成纯相1T-MoSe₂与六方相ZnIn₂S₄，二者复合后形成紧密2D/2D界面；2）TEM显示ZnIn₂S₄纳米花由2D纳米片自组装而成，与1T-MoSe₂片层形成交错网络结构；3）UV-Vis显示复合材料可见光吸收增强，带隙从2.85 eV（纯ZnIn₂S₄）降至2.72 eV；4）8 wt% 1T-MoSe₂@ZnIn₂S₄产氢速率达11.93 mmol g^?1 h^?1，表观量子效率(AQE)在370 nm处为13.17%。

Conclusions部分总结：1）ZnIn₂S₄的2D纳米片结构促进光散射并缩短电荷迁移路径；2）金属相1T-MoSe₂的高导电性加速电子转移，其边缘活性位点提升催化反应动力学；3）2D/2D异质界面协同抑制载流子复合。该工作为设计高效非贵金属光催化剂提供了新范式，对推动可再生能源技术发展具有重要意义。