光催化分解水为氢气和氧气是地球上长期可再生、可持续和清洁的燃料生产所需要的。金属硫化物被认为是理想的析氢光催化剂，但是它们的组分均匀性和典型的硫不稳定性导致惰性氧的产生，这仍然是整体水分解的巨大障碍。

西北工业大学Xuanhua Li等设计了一种扭曲诱导的阳离子位O掺杂的ZnIn₂S₄  (D-O-ZIS),以打破相邻原子位之间组分的均匀性，实现高性能的整体水分解。

本文要点：

（1）

ZnIn₂S₄ (D-O-ZIS)的扭曲诱发的阳离子位氧掺杂在相邻原子位之间产生了显著的电负性差异，在S₁-S₂-O位的局部结构中，S₁位是富电子的，S₂位是缺电子的。强电荷再分布特性在S₂位点激活稳定的氧反应，并避免了金属硫化物光催化中常见的硫不稳定性问题，而S₁位点有利于氢的吸附/解吸。因此，在D-O-ZIS中实现了全面的水分解反应，具有0.57%的显著的太阳能-氢气转化效率，并且在120 h光催化测试后具有约91%的保留率。

（2）

在这项工作中，作者从电负性差异的角度启发了一个通用的设计来激活和稳定金属硫化物光催化剂，以实现有效的整体水分解。

参考文献:

Xin, X., Li, Y., Zhang, Y. et al. Large electronegativity differences between adjacent atomic sites activate and stabilize ZnIn2S4 for efficient photocatalytic overall water splitting. Nat Commun 15, 337 (2024).

DOI: 10.1038/s41467-024-44725-1

https://doi.org/10.1038/s41467-024-44725-1