本网讯（通讯员 刘俐君）近日，环境催化领域国际顶级期刊《Applied Catalysis B: Environment and Energy》（中科院大类一区TOP期刊，最新影响因子20.2）在线发表了我院配位化学与功能材料研究团队题为 “A novel hexagonal prism of Zr-based MOF@ZnIn2S4 core-shell nanorod as an efficient photocatalyst for hydrogen evolution”的研究论文。学院硕士研究生刘俐君为论文第一作者，范会涛博士和李波教授为论文共同通讯作者，南阳师范学院为该论文唯一通讯单位。
利用人工光合作用将太阳能转化为氢气是合成低碳燃料的一条有前途的途径。新型、高效的光催化剂是实现太阳能向氢能转化的关键。尽管已广泛研究了多种光催化材料，但单一材料因光吸收能力有限及光生载流子快速复合导致光催化产氢效率普遍较低。近年来，金属有机框架（MOFs）材料由于具有丰富的活性位点、稳定的结晶多孔结构以及灵活的组装特性在光催化领域逐渐崭露头角，但其自身光吸收能力弱及氧化还原能力不足限制了光催化效率。针对上述科学问题，本研究采用溶剂热法在六棱柱状Zr-MOF（NU-1000）纳米棒外表面均匀生长ZnIn2S4（ZIS）纳米片，构建了一系列六棱柱状核壳纳米棒II型异质结复合光催化剂NU-1000@ZIS (NUZ)。Zr-MOF具有较大的比表面积，为光催化析氢反应提供了丰富的活性位点，也为ZIS纳米片的生长提供了稳定的支撑，有效抑制了其自组装团聚。而异质结的形成则实现了能带结构的调控，促进了光生载流子的分离和转移，提高了氧化还原能力。因此，优化后的异质结（NUZ-10）复合材料的光催化产氢速率达到8.53 mmol g-1 h-1，大约是纯ZIS的5.26倍、Zr-MOF的53.3倍，优于大多数已报道的光催化剂，凸显了由MOFs和ZIS构建的异质结光催化剂在太阳能向氢能转化中的独特优势。本研究为开发和制备新型、高效、稳定的异质结型光催化剂提供了一种简便而有效的策略。
该研究工作得到了中原英才计划、河南省优秀青年科学基金、河南省高校科技创新人才计划、南阳师范学院博士专项基金等项目资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2024.124686
