在颗粒光催化水分解领域，一个普遍存在的问题和挑战，尽管众多光催化剂在有机牺牲试剂中展现出卓越的析氢反应（HER）活性，但是在使用电子构筑Z型水分解系统中，其性能却显著下降。这种现象背后的根本原因尚不明确，长期以来一直是光催化水分解领域的难题。这项研究揭示了基于电子构筑异质结的HER活性降低的主要原因是穿梭离子在助催化剂表面的强烈吸附，这抑制了初始的质子还原，导致氧化态的穿梭离子发生严重的逆向反应。

有鉴于此，中国科学院大连化物所李灿院士、李仁贵研究员等为解决这一问题，以典型的可见光响应光催化剂BaTaO₂N和SrTiO₃:Rh为例，开发了一种策略，通过用CrO_x物种对金属助催化剂（如Pt、Ru）进行选择性表面修饰，以阻止穿梭离子在光催化剂表面的吸附。

本文要点：

（1）

研究结果表明，在多种穿梭离子存在的情况，BaTaO₂N和SrTiO₃:Rh的光催化HER活性可提高一到两个数量级。引入的CrO_x显著削弱了金属助催化剂与穿梭离子之间的相互作用，促进HER反应的质子吸附，同时抑制穿梭离子之间的逆向反应。

（2）

由于HER活性的提高，Z型水分解的光催化性能得到显著增强，为在多相光催化中构建高效的Z型系统提供了一种可行的策略。

参考文献

Ming Shi, Xuan Wu, Yue Zhao, Rengui Li*, and Can Li*, Unlocking the Key to Photocatalytic Hydrogen Production Using Electronic Mediators for Z-Scheme Water Splitting, J. Am. Chem. Soc. 2025

DOI: 10.1021/jacs.4c15540

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c15540