科技日报记者 罗云鹏 通讯员 李晓谋 汤悦
5月12日，记者从深圳技术大学获悉，该校新材料与新能源学院苏耀荣教授研究团队建立了活性位点电子结构—界面催化反应动力学—光催化产H₂O₂效率之间的有效调控机制，为功能纳米材料的可控制备及其能源转换领域的应用提供了重要技术和理论支撑。相关研究成果日前发表在学术期刊《应用化学国际版》上。
太阳能驱动的半导体O₂还原制H₂O₂技术，因反应条件温和、操作简便可控且能耗低，被视为极具开发价值的可持续制取H₂O₂途径之一。
然而，大部分半导体光催化材料存在氧分子吸附能力弱、两电子氧还原产H₂O₂选择性差的问题，导致光催化制H₂O₂效率低。因此，开发高效的光催化材料是目前研究的热点与难点。
研究团队采用定向吸附—原位光电子还原策略构建了核壳型NiS@Au异质相助催化剂，利用NiS与Au之间的功函数差异诱导界面自由电子从Au反向转移至NiS，从而降低Au原子的dz²轨道占据态。
通过实验表征结合理论计算表明NiS耦合Au纳米颗粒可诱导界面自由电子从Au壳反向转移至NiS核，使得表面Au原子的dz²轨道占据态降低，从而增强O₂分子吸附和稳定*OOH中间体，最终赋予NiS@Au异质相助剂高选择性两电子氧还原产H₂O₂反应。所得核壳NiS@Au异质相助剂负载在典型g-C₃N₄半导体材料表面实现了高效、高选择性的光催化氧还原产H₂O₂效率。
