硫空位介导的0D/2D Sv-AIZS/Ni2P光催化剂中电荷分离与反应协同机制：醇氧化耦联产氢新策略

为解决传统光催化产氢依赖牺牲剂导致的成本高、二次污染问题，研究人员通过构建硫空位（Sv）修饰的Ag-In-Zn-S量子点（AIZS QDs）与Ni2P纳米片复合体系（Sv-AIZS/Ni2P），实现了醇氧化耦联产氢（PHECOO）的高效协同。该催化剂H2产率达24.32 mmol g-1 h-1，苯甲醛选择性提升至92.78%，为绿色制氢与高值化学品合成提供了新思路。

　　

随着全球能源危机加剧，氢能作为清洁能源备受关注。传统光催化分解水制氢技术面临牺牲剂依赖、成本高昂等瓶颈。如何实现无牺牲剂条件下的高效产氢与高值化学品联产，成为研究热点。针对这一挑战，中国的研究团队在《Surfaces and Interfaces》发表论文，通过设计硫空位（S_v）修饰的0D/2D异质结构光催化剂（S_v-AIZS/Ni₂P），成功将苯甲醇（BA）氧化耦联产氢效率提升至24.32 mmol g^-1 h^-1，苯甲醛（BAD）选择性达92.78%，为同步实现能源转化与精细化工提供了创新解决方案。

研究采用瞬态光电压谱（TPV）分析电荷动力学，结合透射电镜（TEM）和X射线光电子能谱（XPS）表征材料结构。通过对比纯AIZS量子点（2.5±0.5 nm）与S_v-AIZS（3.5±0.5 nm）的尺寸差异，证实硫空位引起晶格膨胀；Ni₂P的(001)晶面暴露为电子转移提供通道。

Results and discussion

1. 材料表征：TEM显示S_v-AIZS量子点均匀分散，晶面间距0.33 nm对应(202)晶面；Ni₂P纳米片呈现典型二维结构。XPS证实硫空位促进电子局域化，降低载流子复合率。
2. 性能优化：S_v-AIZS/Ni₂P的H₂产率是纯AIZS的11.36倍，TPV显示其表面电荷寿命延长3倍，归因于S_v介导的空穴提取与Ni₂P的电子注入协同效应。
3. 底物拓展：体系在糠醇（FFA）和4-甲氧基苯甲醇（4-MBA）氧化中同样保持高活性，证实其普适性。

Conclusions
该研究通过硫空位与异质结的协同设计，构建了兼具氧化位点（S_v-AIZS）与还原位点（Ni₂P）的双功能光催化剂。其创新性体现在：① 硫空位促进底物吸附与空穴捕获；② Ni₂P加速质子还原动力学；③ 0D/2D结构提供最大化的界面接触。这项工作不仅为光催化耦联反应提供了新材料体系，更深化了对缺陷介导电荷分离机制的理解，推动可再生能源与绿色化工的融合发展。