近来，西北工业大学资料学院李炫华教授团队在光催化水分化技能获得新进展，相关研究成果在Nature Communications上宣布。（）

  使用太阳光和水这两种地球上最丰厚的自然资源，以2:1的化学计量比出产氢气（H2）和氧气（O2），在完成碳中和方面具有巨大潜力。与光电化学分水等某些太阳能制氢技能比较，光催化全体水分化（photocatalytic overall water-splitting）技能无需外部偏压或电路，降低了体系本钱，并减轻了光催化剂的腐蚀、安稳性和安全性问题。由此可知，根据半导体的光催化全体水别离是一种抱负的太阳能到化学能转化途径。但是，混合体系中反响途径长、活性位点散布随机，约束了其光催化活性。因而就需要在太阳能制氢体系中开发具有高太阳能转化为氢气（solar-to hydrogen，STH）功率的光催化剂。

  金属硫化物因其适宜的能带、可规划的结构和优异的光电特性而被认为是远景宽广的光催化剂。有代表性的金属硫化物如ZnIn2S4、MoS2、WS2 和 In2S3 等已被大范围的应用于光催化水别离范畴。其间，ZnIn2S4（ZIS）是一种典型的三元层状金属卤化物半导体，具有约2.44 eV 的适宜带隙和 -0.43 eV 的导带电位，具有吸收可见光的才能和较强的复原才能，可通过水割裂发生 H2。环绕 ZIS 光催化剂，许多战略都完成了进步 H2 生成功能，如构建 Z 型硫空位 ZIS 与其他半导体的异质结构、在 ZIS 纳米片中掺杂原子铜诱导 S 空位、在 ZIS 的硫原子位点中掺入阴离子位点氧，以及调制杰出单个铂原子的共催化剂，但它们都没方法完成高效安稳的全体分水反响。进步水别离功率的要害应战之一是单一光催化剂中活性位点的均匀组成和共同的电子结构。此外，ZIS 光催化剂中的硫原子极易被光生空穴氧化，导致其不安稳。这些瓶颈导致慵懒基阻止氧气的发生，最终导致全体分水功能低下。

  有鉴于此，资料学院李炫华教授团队规划了一种畸变诱发阳离子位O 掺杂的 ZIS（D-O-ZIS），以打破其相邻原子位点之间成分的均一性，完成高功能的全体水别离。

  亮点1.ZnIn2S4（D-O-ZIS）的畸变诱发阳离子位氧掺杂在相邻原子位点之间发生了明显的电负性差异，在 S1-S2-O 位点的部分结构中，S1 位点富电子，S2 位点缺电子。

  亮点2.激烈的电荷再分配特性激活了S2 位点上安稳的氧反响，避免了金属硫化物光催化中常见的硫不安稳问题，而 S1 位点则有利于氢的吸附/解吸。

  亮点3.D-O-ZIS 完成了全面的水别离反响，太阳能-氢气转化功率高达 0.57%，120 小时光催化测验后的保存率约为 91%。

  在这项工作中，研究者从电负性差异的视点启发了一种通用规划，以激活和安稳金属硫化物光催化剂，以此来完成高效的全体水别离。