快速的体电荷复合和结构普通的表面催化位点严重限制了光催化反应的活性。

有鉴于此，中国地质大学黄洪伟教授等将宏观自发极化和CdS单晶纳米棒的原子位点工程结合解决了体相电荷复合的问题，实现了优异的光催化制备H₂。

本文要点

（1）

CdS纳米棒沿极轴定向生长，有序排列的大量极性结构通过叠加，形成强极化电场（增强20.1倍），提高了体相的电荷分离效率，电荷分离效率高达72.4%（80.4倍）。

极化电场通过CdS基底的逐步极化增强有序的降低Pt原子的结合能，从而改变了Pt单中心的化学状态，使Pt的现场电子密度从10.232增加到10.261 e^-，并且提高*H关键中间体的电子密度，能够将Volmer-Tafel/Volmer-Heyrovsky反应途径生成H₂的能垒显著降低。

（2）

具有原子分散Pt位点的高极化CdS纳米棒在λ=420 nm时表现118.5 mmol g^-1 h^-1的出色H₂产率和57.7 %的表观量子效率，以及57798.4 h^-1的创纪录的H₂转化TOF，是制H₂性能最好的光催化剂之一。这项工作展示了极化作用在调节电荷分离和催化反应中的作用。

参考文献

Zijian Zhu, Jingcong Hu, Cheng Hu, Yue Lu, Shengqi Chu, Fang Chen, Yihe Zhang, Hongwei Huang, Oriented Crystal Polarization Tuning Bulk Charge and Single‐Site Chemical State for Exceptional Hydrogen Photo‐Production, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202411339

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202411339