镍酞菁/硫铟锌异质结的空间电荷分离策略：光催化产氢与选择性氧化的协同增效机制

本文报道了一种通过静电组装构建的NiPc/ZnIn2S4异质结光催化剂，创新性地实现了光生电荷空间分离（spatial charge separation），同步驱动产氢（18.2 mmol g?1 h?1）和苯甲醇选择性氧化（15.3 mmol g?1 h?1）。该研究通过原位XPS和DFT计算证实了ZnIn2S4（氧化位点）与NiPc（还原助催化剂）的强电子相互作用，其10.4%的量子效率为双功能光催化体系设计提供了新范式。

　　

Highlight

本研究通过静电组装策略构建的NiPc/ZnIn₂S₄异质结，在模拟太阳光下展现出卓越的双功能催化性能：产氢速率达18.2 mmol g^?1 h^?1，苯甲醛生成速率达15.3 mmol g^?1 h^?1，且选择性接近100%。

Morphological and structural characterization

如图1a所示，通过溶剂热法合成的ZnIn₂S₄纳米片（zeta电位-28.8 eV）与带正电的NiPc（11.2 eV）通过静电自组装形成异质结构。这种独特的空间排布实现了氧化位点（ZnIn₂S₄）与还原位点（NiPc）的物理隔离，有效抑制了电荷复合。

Conclusion

该NiPc/ZnIn₂S₄异质结构通过层级设计实现了光生载流子的定向迁移：ZnIn₂S₄的层状结构增强光捕获能力，而NiPc的π共轭体系促进电子转移。这种空间电荷分离策略为同时实现清洁能源生产和高值化学品合成提供了新思路。