硫空位调控的S型MoS2/CoMoO4异质结光催化产氢性能优化研究

研究人员通过水热法合成不同硫(S)空位浓度的MoS2(MS)催化剂，构建S型MS/CMO异质结体系。研究发现当复合比为10%、硫空位比为1:6时，5小时内产氢量达332 μmol，450 nm波长下表观量子效率达12%。该研究为缺陷工程调控催化剂设计提供了新思路，对提升光催化效率和材料稳定性具有重要意义。

　　

这项突破性研究揭示了硫空位在光催化领域的奇妙作用。科研团队采用水热法精心制备了具有梯度硫空位浓度的二硫化钼(MoS₂, MS)纳米材料，并将其与钴钼酸盐(CoMoO₄, CMO)构建成独特的S型异质结。令人振奋的是，当硫空位比例调至1:6时，MS₆/CMO复合催化剂在可见光照射下展现出惊人的产氢能力——5小时即可产生332微摩尔氢气，相当于每小时每克催化剂产生66.4微摩尔氢气。

通过先进的电子顺磁共振(EPR)技术，研究者首次证实硫空位浓度与光催化活性存在直接关联。莫特-肖特基测试结合X射线光电子能谱(XPS)分析显示，CMO和MS均呈现n型半导体特性。密度泛函理论(DFT)计算进一步从电子层面阐释了S型异质结的电荷转移机制：光生电子像坐滑梯一样从CMO的导带跃迁至MS的价带，形成高效的空间电荷分离。

这项研究犹如为光催化领域打开了一扇新窗，不仅建立了硫空位浓度与催化活性的定量关系，更开创了"缺陷工程调控异质结"的新型催化剂设计范式。其意义远超出单纯产氢效率的提升，为开发新一代稳定高效的光催化材料提供了理论基石和实践蓝图。