构建ZnIn2S4/HBIP异质结以实现高效的双电子氧还原光催化H2O2生成，并增强脱附机制

《European Journal of Inorganic Chemistry》：Constructing ZnIn2S4/HBIP Heterojunction for Efficient Two-Electron Oxygen Reduction Photocatalytic H2O2 Production With Enhanced Desorption Mechanism

光催化制备过氧化氢的ZIS/HBIP异质结构研究中，通过调节费米能级平衡实现电荷高效传输，表面接触角优化抑制H2O2吸附分解，直接两电子氧还原路径选择性达93.2%，较传统单电子路径提升27.6%。

　　

摘要

光催化生产过氧化氢（H₂O₂）作为一种绿色且可持续的合成方法，受到了广泛关注。本文通过将六角形磷酸铋（HBIP）通过室温沉淀法沉积在类似花朵状的ZnIn₂S₄（ZIS）微球上，制备了一系列ZIS/HBIP I型异质结复合材料，并将其应用于光催化H₂O₂的合成。在纯水中，ZIS/HBIP在可见光下的H₂O₂生成速率为955 μmol·g^?1·h^?1。机理研究表明，异质结处的费米能级平衡有效调节了界面电荷分布和利用效率，从而提高了光化学效率。与原始ZIS相比，ZIS/HBIP复合材料的H₂O₂接触角增大，表明界面亲和力降低，这抑制了H₂O₂的吸附-分解反应，促进了其持续积累。旋转圆盘电极（RDE）实验进一步证实，ZIS/HBIP主要通过直接的双电子氧还原途径（2e^? ORR）产生H₂O₂，其选择性明显高于逐步的单电子还原途径。本研究为通过协同调节反应途径和产物脱附行为来设计高效稳定的光催化剂提供了新的思路。

图形摘要

通过构建I型ZIS/HBIP异质结，该复合催化剂显著提高了光生电子的利用效率，并优化了对H₂O₂的界面亲和力。这有效抑制了H₂O₂的吸附-分解反应，同时促进了高选择性的直接双电子氧还原途径，从而在纯水中实现了H₂O₂的高效和持续积累。本研究为设计高效稳定的H₂O₂光催化系统提供了新的策略。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可应合理要求向通讯作者索取。