西北工业大学团队开发一种用于光催化产氢的空间定向分布的铂基催化剂

8月25日，据美国的《先进材料》（Advanced Materials）杂志报道，西北工业大学李炫华教授团队提出一种通过调控铂价态实现铂离子（Pt²⁺/Pt⁰）空间取向分布的策略，通过构建电子缺陷中心诱导界面电子转移，实现了近零质子还原能垒与孤立氧气吸附的协同效应。

针对传统铂助催化剂无法同时发挥金属态（Pt⁰）促进质子还原与正价态（Pt²⁺）抑制氢氧复合的难题，该研究团队具体通过钒掺杂和硫空位协同策略（V-Sv-ZIS），在锌铟硫（ZnIn₂S₄）表面构建电子缺陷中心，促使铂从金属态定向转化为正价态。界面区域呈现梯度分布：Pt²⁺（83%）与Pt⁰（17%），Pt²⁺主导界面区有效抑制氧气吸附，将H₂/O₂复合率降至4%；而微量Pt⁰显著提升光生电子密度152.2倍，最终使光催化活性提升45.4倍。该团队进一步构建10平方米级大面积光催化系统，在自然光照下实现日产氢气6.4升的性能验证。该价态空间取向调控策略可拓展至其他铂基催化剂体系，为高效光催化分解水提供了新范式。