近期Chin Chem Lett在线发表了南昌航空大学蒋华麟教授课题组文章，题目：Novel 3D-on-2D g-C3N4/AgInxSy heterojunction photocatalyst for simultaneous and stoichiometric production of H2 and H2O2 from water splitting under visible light, doi: 10.1016/j.cclet.2024.109984.
如今，全球能源危机和环境问题已成为对人类发展的迫在眉睫的威胁。在光催化剂作用下，太阳能驱动的水完全分解为氢气和氧气被认为是实现太阳能转化为燃料的最终途径，因为其具有无碳特征、设备简单以及成本低。然而，这种策略存在一个固有缺陷，即产生的气态氢气和氧气混合物需要分离才能安全应用。此外，已证明水直接氧化生成氧气的反应由于复杂的四电子途径而动力学缓慢。解决这些问题的一种可行策略是通过添加空穴清除剂来避免氧气的产生，但由此产生的复杂操作和维护过程以及牺牲试剂的高成本使得该策略实际上并不是很有进步性。另一种替代解决方案是将水分解为氢气和过氧化氢，水溶性的过氧化氢产物避免了水分解后的气体分离过程。此外，过氧化氢本身可以作为高价值的氧化剂，在食品、医药、工业和日常生活中有广泛的应用。因此，通过光催化水分解同时产生氢气和过氧化氢为太阳能转化为燃料和太阳能转化为氧化剂提供了一种有吸引力的替代方案。
在此，我们报道了一种新型的 g-C3N4/AgInxSyS 型异质结光催化剂，用于在可见光下将水分解为化学计量的氢气和过氧化氢。该催化剂是通过将三维双金属硫化物（AgInxSy）纳米管沉积在二维 g-C3N4 纳米片上制备而成。由于这种特殊的2D-on-3D结构，光生载流子可以通过丰富的界面异质结构快速转移并有效分离，避免复合，因此可以获得优异的可见光驱动水分解性能，24 小时的析氢速率高达237 μmol g-1 h-1。此外，合适的能带匹配使得能够以 1:1 的化学计量比同时产生氢气和过氧化氢。本工作中提出的用于构建异质结的新型2D-on-3D结构为光催化反应提供了另一种研究思路。
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