通过光催化水分解产生氢气（H2）是一种将太阳能转化为燃料的有效且可持续的方法，有助于克服能源和环境危机[[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8]]。众所周知，光催化剂的设计是实现太阳能驱动的H2产生的关键因素。然而，在单一组分光催化剂中，快速的载流子复合和低效的载流子分离是常见的现象和挑战，这降低了大多数光催化剂的太阳能转化效率[[9], [10], [11], [12], [13]]。因此，开发具有优异活性和稳定性的催化剂对于H2的生产和绿色能源的可持续利用具有重要意义。
基于对传统异质结在光催化中作用的理解，2019年首次提出了阶梯型（S型）异质结的概念[[4,9,10,[14], [15], [16]]。通过构建错位的带隙排列，电子从S型异质结的P型组分转移到N型组分，使它们的费米能级对齐并在界面产生内置电场（Ei）。在光照下，该电场（Ei）与带隙弯曲效应协同作用，促进低能量载流子（P型组分的导带电子和N型组分的价带空穴）的复合，同时有效分离并保留高能量载流子（P型组分的价带空穴和N型组分的导带电子）。这最大化了S型异质结的氧化还原能力。与传统II型异质结相比，S型异质结的独特之处在于它能够保留具有更高氧化还原能力的电子和空穴，同时允许低活性光生载流子在内部电场下直接复合[[17], [18], [19], [20], [21], [22]]。S型异质结中的电荷转移过程由三个因素驱动：内置电场、带隙弯曲和静电相互作用，这些因素共同促进了两种半导体光催化剂中光生电子和空穴的有效分离[[23], [24], [25]]。
由于其独特的结构、无毒性和化学稳定性，钨华结构的ZnWO4受到了越来越多的关注[[26], [27], [28]]。作为一种无机半导体材料，ZnWO4在气体传感器、发光材料以及降解有机污染物的光催化剂方面具有巨大潜力。然而，其光催化性能受到相对较大的带隙和快速载流子复合的限制。因此，通过与其他半导体构建异质结构来增强ZnWO4的光催化活性至关重要。例如，Mohamed等人采用简单的湿浸法制备了CuMn2O4/ZnWO4异质结构复合材料，用于光催化H2的产生，且未使用贵金属作为共催化剂[[29]]。结果表明，将CuMn2O4纳米颗粒负载到ZnWO4上可以有效提高光响应并减少光生载流子的复合，从而提高H2的产生活性。为了进一步提高光催化性能，许多研究还专注于通过各种制备方法（包括掺杂和贵金属沉积）来修改电子结构。
最近，三元硫属化合物（如ZnmIn2S3+m，m = 1–3）因其良好的电子性质、可调带隙、光学特性和缺陷结构而在光催化领域引起了广泛关注[[30], [31], [32], [33], [34], [35], [36], [37], [38], [39], [40]]。特别是Zn3In2S6这种三元过渡金属硫化物，由于其可控的结构形态、可调带隙和稳定的化学性质，在光催化领域受到了广泛关注。然而，纯Zn3In2S6的一个主要问题是活性位点处光诱导的电子-空穴对快速复合，这显著影响了H2的产生效率[[41], [42], [43]]。为了解决这个问题，构建异质结构被认为是提高光激发载流子分离效率和增强光催化性能的最有前景的方法之一。最近的研究报道了Zn3In2S6的各种形态，其中花瓣状球形结构更有可能暴露更多的活性位点并表现出更高的H2产生活性。例如，Luan等人制备了具有合适异质界面的CdSe/Zn3In2S6空心立方体，在光催化水分解中表现出优异的性能[[44]]。
考虑到上述因素，选择ZnWO4和Zn3In2S6来构建S型异质结是合理的。ZnWO4的导带（CB）和价带（VB）位置相对较高，而Zn3In2S6的带位置则较低。两者接触时形成的错位带隙为构建S型异质结提供了理想的基础。本文采用简单的两步水热法制备了球形ZnWO4/Zn3In2S6S型异质结光催化剂。这些异质结催化剂在l-抗坏血酸作为牺牲剂的存在下表现出非常高的H2产生速率。实验结果显示，0.2ZnWO4/Zn3In2S6（0.2ZW/ZIS）光催化剂的H2产生速率大约是纯Zn3In2S6的7.28倍。此外，还研究了异质结中的电荷转移途径和相应机制。本研究为通过构建S型异质结开发环保、不含贵金属、高效且稳定的光催化剂用于氢气产生提供了新的方法。
