塑料废弃物的快速积累构成了一个紧迫的全球环境问题，每年产生的塑料超过4亿吨，但仅有很小一部分得到有效回收[[1], [2], [3]]。减少塑料废物和实现能源系统脱碳的全球迫切需求推动了催化过程的研究，这类过程能够同时实现聚合物废弃物的增值和清洁能源的生产[[4,5]]。在太阳光照射下对聚合物进行光催化转化是一种有前景的方法，光子吸收产生的载流子会在催化剂表面驱动氧化还原反应，从而实现基质的解聚和氢气的生成。值得注意的是，塑料的光催化转化过程在热力学上可能比水的电解要求更低，因为塑料可以作为牺牲性空穴清除剂，减少电荷复合，并在温和条件下促进氢气的产生[[5,6]]。然而，电荷分离、复合以及界面电子传输效率不足等固有限制阻碍了光催化剂在塑料废弃物转化中的应用。
尽管光催化转化具有潜力，但其效率受到缺乏高效、可见光响应性强、具有良好电荷分离能力和快速载流子传输能力的催化剂的影响。早期的研究使用了贵金属改性的半导体催化剂（如含镉的材料）进行光催化转化，虽然证明了这种方法的可行性，但也凸显了对有毒半导体的依赖性和昂贵的贵金属成本[[5], [6], [7]]。最近的研究重点在于催化剂的设计优化，包括异质结构复合体、高熵氧化物和碳基界面等，以增强光吸收、延长载流子寿命并促进快速的界面电荷转移[[6], [7], [8]]。基于碳的材料，如氧化石墨烯（rGO），因其高导电性、大表面积以及与半导体形成紧密异质接触的能力而得到广泛应用，从而提高了可见光下的光催化活性并抑制了电子-空穴复合[[7], [8], [9]]。
在提高性能的各种策略中，二维/二维肖特基结[[10], [11], [12], [13]]结构引起了特别关注，因为二维材料之间的面对面接触最大化了接触面积，提供了大量的活性位点，并促进了快速的电荷分离和传输。这些特性对于需要高效电子提取以驱动氢气生成反应以及有效利用空穴进行复杂聚合物基团氧化降解的光催化过程至关重要[[9], [10], [11], [12]]。
在这种背景下，结合半导体与导电碳基底和磷酸盐的异质结构为塑料光催化转化提供了有希望的方向。将半导体与导电的rGO和n型半导体Mn?(PO?)?结合，可以形成多个内置电场和肖特基势垒，从而增强载流子的定向传输并减少复合损失[[12], [13], [14]]。这种设计原则促使开发了Mn?(PO?)?/CuO/rGO（MPCR）三元体系，其中Mn?(PO?)?提供了丰富的氧化还原活性位点，CuO与rGO形成了稳定的肖特基结，促进了空穴的传输，而rGO则提供了高迁移率的电子网络。这种组合旨在实现难以处理的塑料（如聚氯乙烯PVC）在温和的太阳能条件下的高效光催化转化，并同时实现氢气的生成，从而推动塑料废弃物的增值和可持续的氢气生产。
尽管在光催化塑料转化和太阳能制氢方面取得了一些进展，但仍存在许多关键问题尚未解决[[15], [16], [17], [18], [19], [20]]。大多数报道的系统依赖于对紫外光响应的光催化剂或贵金属共催化剂，这限制了太阳能的利用效率，并增加了成本和可扩展性的挑战。最近采用碳基载体[[17], [18], [19]]和异质结构的研究提高了可见光下的催化活性；然而，这些系统主要针对非卤化聚合物（如聚乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯），而对于卤化塑料（尤其是聚氯乙烯）的光催化转化仍研究甚少，这是因为C-Cl键的活化及催化剂失活问题较为复杂。表1总结了不同光催化体系在氢气生成方面的性能差异，突出了催化剂设计、界面结构和反应机制的影响。
此外，尽管肖特基结和基于石墨烯的界面[[20], [24], [25], [26]]被广泛用于解释光催化性能的提升，但通过工程化功函数的二维/二维肖特基异质结构实现系统性的机制控制却鲜有报道，特别是在塑料废弃物转化的背景下。现有研究往往缺乏界面电子结构、载流子动态和反应性自由基生成之间的明确关联。此外，许多复合催化剂存在界面接触有限和载流子传输路径效率低的问题，导致氢气生成速率不佳。因此，迫切需要开发无需贵金属、具有合理设计的二维/二维肖特基界面的光催化剂，以实现高效的电荷分离、快速的电子传输和强大的氧化还原活性，以应对PVC的光催化转化。本研究通过构建具有明确功函数对齐的Mn?(PO?)?/CuO/rGO异质结构，解决了这些挑战，能够在温和的太阳能条件下实现电荷传输的调控和双重功能的塑料增值及氢气生成。
