二维非晶态过渡金属氧化物（a-TMOs）异质结具有界面效应（有效地促进了电子-空穴对的分离）和非晶态性质（丰富的缺陷和悬空键）的协同效应，作为光催化剂用于太阳能转换引起了人们的极大关注。由于制备单个非晶态对应物的困难，简单构建a-TMOs基2D/2D异质结仍然是一个巨大的挑战。

近日，湖南大学黄维清教授，中南大学Kai Li报道了以2D/2D g-C₃N₄(CN)/α-TMOs异质结为概念验证，提出了一种基于超分子自组装的自下而上生长α-TMOs基2D异质结的通用策略。

文章要点

1）α-TMOs基2D异质结合成策略主要依赖于控制超分子前驱体的生长和金属离子趋于稳定电子构型所产生的配位共价键的协同作用，这与单个金属离子的固有特性无关，因此具有通用性。研究人员成功地合成了CN/a-FeOx、CN/a-CuO_x、CN/a-MnO_x、CN/a-CoO_x和CN/a-ZnO等2D/2D CN/a-TMOs异质结。

2）作为范例，研究人员系统地研究了CN/a-ZnO异质结的结构、物理性质和光催化水分解性能。实验结果显示，优化后的2D/2D CN/a-ZnO具有较好的光催化性能，其析氢速率（432.6 µmol h⁻¹ g⁻¹）和析氧速率（532.4 µmol h⁻¹ g⁻¹）分别是块体CN的15.5倍和12.2倍。

这种合成策略有助于构建用于能源相关领域及其他领域的2D a-TMOS纳米材料。

参考文献

Bing-Xin Zhou, et al, Generalized Synthetic Strategy for Amorphous Transition Metal Oxides-Based 2D Heterojunctions with Superb Photocatalytic Hydrogen and Oxygen Evolution, Adv. Funct. Mater. 2020

DOI: 10.1002/adfm.202009230

https://doi.org/10.1002/adfm.202009230