四功能光助电催化系统：碱性水分解过程中PCB-12可监测脱氯的高效协同策略

（编辑推荐）本研究创新性地构建了Ni(OH)2Sx/NiS/Ni3S2-Ag2S/Ag异质结构，首次实现碱性水分解（OER/HER）与多氯联苯（PCB）脱氯降解的四重功能协同：1）1.62 V vs RHE下1 A/cm2的高效水分解；2）50小时内10-4 M PCB-12的完全降解；3）Cl-捕获与Ag基热电子注入；4）原位表面增强拉曼（SERS）监测。通过调控OH??/H??在不同活性位点的吸附-解吸动力学，破解了能源转换与环境修复的协同难题。

　　

Highlight

这项研究展示了在镍泡沫上生长的Ni(OH)₂S_x-Ag/Ag₂S纳米片对析氧反应（OER）和析氢反应（HER）的双重增强效应。特别值得注意的是，在模拟太阳光照射下，OER在1.62 V vs RHE时表现出1 A cm^-2的显著电流密度提升。通过磁力搅拌使含PCB电解液在阴阳极间快速循环，大幅提升了PCB脱氯降解效率。

Integrated electrocatalytic system for water splitting and PCB degradation

该集成系统巧妙利用NiS/Ni₃S₂簇对H??/OH??的强吸附特性，以及Ni(OH)₂S_x对中间体的快速脱附能力，分别优化PCB脱氯和水分解路径。Ag₂S/Ag异质纳米颗粒不仅通过局域表面等离子体共振（LSPR）效应增强光响应，还作为"纳米陷阱"捕获释放的Cl^-离子，同时借助其表面等离激元热电子实现原位SERS监测，犹如给化学反应装上了"实时监控摄像头"。

Conclusion

总之，我们开发的光助四功能电催化系统通过精准设计Ni(OH)₂S_x、NiS/Ni₃S₂和Ag₂S/Ag的"三位一体"协同作用，实现了碱性水分解与PCB降解的"一石二鸟"。DFT计算揭示NiS/Ni₃S₂簇通过调控OH??/H??表面驻留时间，像"分子交通警察"般引导反应选择性地流向不同催化路径。尽管该系统在氯离子积累和功能协同方面仍需优化，但为能源-环境交叉领域提供了创新范式。