用于光催化产氢的肖特基结技术突破

《RARE METALS》：A Schottky junction breakthrough for photocatalytic hydrogen evolution

双二维Schottky异质结光催化体系通过Cu2[CuTCPP] MOF与Ti3C2 MXene的协同作用，实现高效电荷分离与长期稳定性，可见光产氢速率达5000 μmol/g·h，较原始MOF提升20倍。

　　

摘要

开发兼具高效率、耐用性和可见光响应性的光催化剂仍然是实现太阳能到氢能转换的关键挑战。在最近的一项研究中，Cabrero-Antonino等人报道了一种由超小尺寸的Cu₂[CuTCPP] MOF纳米片和导电性Ti₃C₂ MXene构成的二维（2D）肖特基异质结。这种混合界面产生的内置电场促进了电荷的定向传输，抑制了电荷复合，并显著延长了载流子的寿命，这一点通过飞秒瞬态吸收光谱得到了证实。MXene组分不仅作为空穴受体有助于改善电荷分离，还减缓了MOF的光氧化降解，从而提高了其长期稳定性。经过优化的异质结在可见光下的氢气生成速率超过了5000 μmol g^?1，几乎是原始MOF的20倍，并且具有出色的操作稳定性。这些发现表明了界面工程在实现混合结构中协同电荷传输方面的关键作用。该研究为无贵金属的光催化提供了可扩展且可持续的策略，为下一代水分解、CO₂还原和太阳能驱动的化学转化系统的合理设计提供了宝贵的见解。