薛其坤院士领衔！历经5轮审稿，107页PDF打破质疑！曲阜师大/西北师大联手，发表最新Nature子刊！

2025-08-11

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成果介绍

由未消耗光生空穴引发的光腐蚀严重恶化了半导体光催化剂的光催化效率和稳定性，特别是在具有络合离子的海水中。

曲阜师范大学张永政教授、西北师范大学王其召教授、南方科技大学薛其坤院士等人报道了一种分级空心ZnIn₂S₄异质结构，其内部为CoO_x纳米笼，表面S缺陷处锚定有原子级分散的Pt，用于从天然海水中（23.88 mmol g^-1 h^-1）和纯水中（48.99 mmol g^-1 h^-1）可见光驱动析氢。内部CoO_x纳米笼中Co²⁺/Co³⁺的动态自重构有效消耗了光生空穴，而位于S缺陷处的外层Pt₁单原子则作为电子受体，促进电子提取和质子还原。

得益于通过氧化自重构实现的动态空穴清除机制，Pt₁-ZnIn₂S₄@CoO_x光催化剂在海水中对碱金属离子具有增强的耐久性，并能长期保持高反应活性进行析氢。这项工作强调了在分级空心异质结构光催化剂中，光诱导过渡金属动态自重构对于可持续析氢的重要性。

相关工作以《Light-induced CoO_x surface reconstruction in hollow heterostructure for durable photocatalytic seawater splitting》为题在《Nature Communications》上发表论文。

值得注意的是，从peer review文件上可以看到，该研究文章在投稿阶段中获得了审稿人不同的评价。例如，审稿人1认为：作者们报道了在具有巧妙空心异质结构设计的Pt₁-ZIS@CoO_x光催化剂中发生的光诱导的钴重构现象。作者所设计的材料在自然海水和纯水分解过程中均表现出出色的光催化制氢活性和抗光腐蚀性能。通过使用经典的光催化材料ZIS进行了有趣现象的探索，这为通过空穴介导的重构行为实现可持续的氢气生成提供了新的视角。作者全面探讨了结构特征与光催化性能之间的关系，并进行了严谨的阐述。

而审稿人3认为：ZIS和CoO_x的异质结设计缺乏新颖性（J. Mater. Chem. A, 2024,12, 18204-18213；New J. Chem., 2021,45, 13860-13868；Molecular Catalysis, 2021, 515, 111930），尽管包含Pt单原子这一做法似乎很有趣，但其机制尚未得到充分阐述。因此，审稿人认为该方法学不能被接受。