一种基于直接Z结构的二维图迪yne/氧化铜异质结，用于提高太阳能到氢气的转换效率

《Journal of Materials Chemistry A》：A direct Z-scheme-based 2D graphdiyne/cupric oxide heterojunction for enhancing solar-to-hydrogen conversion efficiency

析氢反应性能提升策略：本研究首创将2D石墨炔通过Glaser耦合反应封装于CuO泡沫，利用退火处理在CuO表面形成Cu+离子以克服反应瓶颈，构建直接Z方案异质结。实验表明该策略使HER活性较Pt修饰CuO提升30%，在1 sun光照下实现70 μmol h?1 cm?2的HER效率和88.6%的法拉第效率，为高效光阳极开发提供新思路。

　　

我们提出了一种新的方法来增强氢气演化反应（HER），该方法首次通过Glaser偶联反应将二维图diyne（2D graphdiyne）封装到CuO泡沫中，从而直接引入Z-scheme结构。该反应依赖于Cu⁺离子的存在来生成二维图diyne。由于CuO本身不含Cu⁺离子，因此无法直接参与Glaser偶联反应，因此我们采用退火处理在CuO表面生成Cu⁺离子以解决这一问题。通过这种策略，我们成功实现了封装效果以及直接的Z-scheme结构，显著提升了HER性能和长期稳定性。与用铂单原子改性的CuO相比，HER性能提高了30%。在1太阳光照射下，我们实现了70 μmol h^?1 cm^?2的HER效率和88.6%的法拉第效率。这项研究展示了一种有效的表面工程策略，凸显了其在作为高效光电极以实现可持续氢气生产方面的巨大潜力。