新型Cu7S4/ZnSe-VSe Z型异质结的压电-光催化制氢性能研究：硒空位协同效应与机制解析

（编辑推荐）本研究通过构建硒空位（VSe7S4/ZnSe Z型异质结（Z-scheme heterojunction），结合压电催化（piezocatalysis）与空位工程（vacancy engineering），将制氢速率（HER）提升至42.55 mmol·g?1·h?1。该体系通过内建电场（piezoelectric field）和载流子定向分离机制，为清洁能源转化提供了新策略。

　　

Highlight

压电催化技术与空位工程（vacancy engineering）协同光催化过程，可显著促进载流子分离并提升制氢性能。本研究首次将雪花状Cu₇S₄负载于含硒空位（V_Se）的ZnSe上，构建Z型异质结（Z-scheme heterojunction），用于压电-光催化产氢反应（HER）。优化后的9% Cu₇S₄/ZnSe-V_Se表现出42.55 mmol·g^?1·h^?1的HER速率，远超纯ZnSe（0.64）和Cu₇S₄（0.43）。

Sample characterization

XRD分析显示（图2a），Cu₇S₄/ZnSe-V_Se复合物同时保留ZnSe立方相（JCPDS 88-2345）和Cu₇S₄特征峰（JCPDS 23-0958）。

Conclusion

ZnSe-V_Se与Cu₇S₄形成的Z型异质结系统使产氢性能提升67倍，其增强机制包括：（1）硒空位拓宽光吸收范围；（2）压电场（piezoelectric field）驱动电荷分离；（3）Z型转移路径维持强氧化还原能力。该研究为设计高效压电-光催化系统提供了技术蓝图。