ZnIn2S4/ZnO-In2O3双Z型异质结耦合染料敏化策略实现高效光催化产氢

本文报道了ZnIn2S4/ZnO-In2O3双Z型异质结的意外合成及其光催化产氢性能。通过染料敏化（ErB等）与半导体协同作用，H2产率高达6014.08 μmol·g?1·h?1，较单一组分提升45倍。研究揭示了电荷转移机制，为太阳能转化提供新思路。

　　

Highlight

ZnIn₂S₄/ZnO-In₂O₃双Z型异质结在模拟太阳光下展现卓越的光催化产氢性能。使用Na₂S-Na₂SO₃、乳酸（LA）和三乙醇胺（TEOA）作为牺牲剂时，H₂产率分别达5229.94、5216.09和3186.71 μmol·g^?1·h^?1。更有趣的是，当采用0.25 g·L^?1的赤藓红B（ErB）染料敏化时，产氢速率飙升至6014.08 μmol·g^?1·h^?1，较单一组分提升45倍！

Characterization of photocatalysts

X射线衍射（XRD）分析显示，ZIS/ZI-x复合材料中ZnIn₂S₄的（006）晶面峰向低角度偏移，表明Zn/O掺杂引起晶格畸变。随着ZnIn₂S₄含量降低，ZnO和In₂O₃晶相逐渐显现，证实了三元异质结的成功构建。

Conclusions

通过两步溶液法制备的ZnIn₂S₄/ZnO-In₂O₃复合材料，在3小时光照测试中表现出显著增强的光催化效率。研究不仅揭示了双Z型电荷转移机制，还阐明了染料敏化提升光响应的分子基础，为设计高效太阳能转化系统提供了理论依据。