随着全球能源需求的持续增长和环境压力的不断增加，清洁和可再生能源的开发已成为能源研究的重点。这一领域不仅包括先进储能设备的设计与优化[1]，还涉及各种小分子的高效催化转化[2],[3],[4],[5]。在各种可再生能源载体中，氢（H2）因其高能量密度和环境友好特性而被广泛认为是下一代能源系统的有希望的候选者[6]。光催化水分解直接将太阳能转化为H2能量，不仅利用了清洁且几乎无穷无尽的能源，还为能源生产提供了可持续的途径[7]。在这个过程中，高效光催化剂的设计与开发仍是实现有效光催化水分解的核心挑战[8],[9]。
在众多光催化剂中，MnxCd1-xS固溶体因其优异的可见光吸收能力、可调的带结构和出色的光催化产氢活性而受到广泛关注[10],[11],[12],[13],[14]。然而，原始的MnxCd1-xS仍存在电荷载流子分离效率低和表面反应动力学缓慢的问题[15],[16],[17]。为了克服这些限制并进一步提高其光催化性能，人们探索了多种策略，包括构建异质结、调控形貌以及引入共催化剂[18],[19],[20],[21],[22],[23],[24]。其中，共催化剂修饰在提升光催化产氢活性方面起着关键作用，因为它不仅促进了电荷分离，还降低了过电位，并提供了丰富的活性位点[25],[26],[27]。通常，贵金属铂（Pt）因其优异的催化性能而被用作共催化剂[28],[29],[30]。然而，其高昂的成本和有限的可用性促使人们迫切寻找更经济高效的选择。迄今为止，许多非贵金属共催化剂已被设计与MnxCd1-xS结合使用，显著提升了其光催化产氢性能[31],[32],[33]。例如，姜等人报告称，Ni2P纳米颗粒锚定在Mn0.5Cd0.5S表面后，产氢活性显著提高，产氢速率达到了原始Mn0.5Cd0.5S的2.8倍[34]。秦等人通过超声辅助方法合成了Mn0.25Cd0.75S/NiB复合材料，其产氢速率为13.06 mmol·g?1·h?1，比原始Mn0.25Cd0.75S高出约3.7倍[35]。因此，寻找新型高效的非贵金属共催化剂仍是先进研究的重点。
近年来，具有约1.5 eV带隙的二维（2D）ReS2层状材料因其促进光催化产氢的能力而受到广泛关注[36],[37],[38],[39],[40],[41]。例如，田等人通过水热法制备了ReS2/CdIn2S4复合材料，其产氢速率为1.412 mmol·g?1·h?1，大约是裸露CdIn2S4的4.4倍[42]。李等人通过简单的自组装方法制备了ReS2/g-C3N4，在可见光下产氢速率为3.46 mmol·g?1·h?1，约为原始g-C3N42共催化剂与半导体耦合可以通过异质结界面促进电荷转移，从而提升光催化产氢性能。
然而，光生电荷载流子在界面上的迁移仍然受到一定程度的限制。因此，构建两个组分之间紧密结合的界面结构对于实现更高效的电荷传输至关重要[44]。具体来说，界面化学键的形成可以充当电子传输的“桥梁”，为快速电荷传输提供高效路径，从而显著提升光催化性能[45],[46],[47]。例如，李的研究小组制备了MoS2改性的g-C3N4异质结光催化剂，界面Mo-N键的形成建立了g-C3N4和MoS2之间的高效电子传输路径，极大地促进了光生电荷的迁移和分离[48]。雷等人通过温和的低温回流法成功制备了Bi4NbO8Cl@ZnIn2S4-x异质结光催化剂，界面Bi-S键的存在促进了异质界面的高效电荷传输，从而显著提升了光催化产氢性能[49]。合理设计和开发包含界面化学键的先进异质结光催化剂代表了光催化研究中的一个极具吸引力和重要的方向[50],[51]。
受上述研究的启发，本文通过水热方法制备了一种新型的2D/1D ReS2/Mn0.3Cd0.7S异质结光催化剂，该催化剂在ReS2和Mn0.3Cd7S之间通过硫原子共享形成了有效的S原子键。这些界面S键作为高效的电子“传输通道”，促进了光生载流子的迁移和分离，显著提升了光催化产氢活性。优化后的6% ReS2/Mn0.3Cd0.7S异质结在乳酸牺牲条件下产氢速率为325 μmol·h?10.3Cd0.7S（21 μmol·h?10.3Cd0.7S（300 μmol·h?1）。此外，通过综合表征技术和理论计算，阐明了Mn0.3Cd7S和ReS2之间的界面化学键合相互作用和高效电荷传输动力学。
