近日，我组在宽光谱捕光催化剂全分解水制氢研究方向取得新进展。团队发现金属载体强相互作用（SMSI）可显著促进Ir/BiVO4光催化剂体系的界面电荷分离和水氧化性能，进而建立了高效的“Z”机制全分解水制氢体系，其室温下制氢表观量子效率（AQE）达到16.9%（420±10nm）。

　　本工作中，团队通过高温氢还原处理获得具有SMSI作用的Ir/BiVO4光催化剂，发现SMSI可显著促进其界面电荷分离。此外，团队通过原位光诱导实现负载Ir物种在BiVO4的{010}和{110}晶面定向转化成Ir和IrO2双助催化剂，进一步提高其表面催化和电荷分离能力，使得BiVO4产氧性能提升75倍以上。在此基础上，团队通过耦合TaON基产氢光催化剂，建立了“Z”机制可见光催化全分解水制氢新体系。该研究不仅将SMSI的应用从传统的热催化拓展至光催化领域，而且为促进光生电荷分离提供了新思路，有望为构筑高效光催化新体系奠定科学基础。

　　利用悬浮粉末光催化剂全分解水制氢虽然被认为是最廉价、最易规模化应用的太阳能光化学转化途径之一，但是其制氢效率一直受到光生电荷分离效率低的制约。近十余年来，我组致力于宽光谱捕光催化剂全分解水制氢课题的研究，从高效捕光新材料、高效催化材料开发等方面入手，通过表界面调控策略、创新合成方法等，不仅开发了30余例具有我国自主知识产权的宽光谱捕光新材料和高TOF值的水氧化催化材料，而且建立了一系列高效的可见光催化全分解水制氢体系，有效拓宽了可见光的利用范围，逐步提升了悬浮粉体光催化剂可见光催化全分解水制氢效率（Angew. Chem. Int. Ed.，2015；Joule，2018；Nat. Commun.，2022）。

　　相关研究成果以“Efficient overall water splitting of a suspended photocatalyst boosted by metal-support interaction”为题，于近日发表在《焦耳》（Joule）上。相关工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的支持。（文/图 祁育）

　　文章链接：https://doi.org/10.1016/j.joule.2023.12.005