扬州大学许小勇课题组：单原子活化ZnIn₂S₄基面提升光催化析氢活性

本文介绍了扬州大学许小勇课题组的研究成果，他们通过在二维ZnIn2S4纳米片基面上修饰单原子Mo，成功开发出一种高效的光催化析氢催化剂（Mo-ZIS）。研究背景指出，太阳能驱动的光催化分解水制氢技术是解决能源危机和环境污染的有效途径，但光催化剂中电荷载流子的快速复合和表面析氢反应动力学的缓慢限制了其效率。研究目的在于通过单原子修饰提升光催化剂的表面催化动力和电荷分离效率。实验和理论研究结果表明，Mo原子的修饰不仅优化了基面S原子的电子密度，降低了吸附H*的吉布斯自由能，还促进了水分子的活化和解离，为HER提供了质子富集的微环境。性能测试显示，Mo-ZIS的PHE速率达到6.71 mmol·g-1·h-1，是原始ZIS的10倍以上，表观量子效率（AQE）在420 nm处达到38.8%。这一成果显著提升了光生电荷的分离与利用效率，为光催化水分解制氢技术的发展提供了新的思路和方法。