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金屬硫化物可以作為光催化劑實現光催化全分解水，但其光生空穴氧化能力較差，限制了光催化水分解的應用。

北京理工大學張加濤、劉佳和中國科學技術大學江俊等人報道了通過陽離子交換獲得的具有雙缺陷(Ag摻雜劑和納米孔)的單層ZnIn₂S₄，在可見光照射下在純水中有效析出O₂和H₂。

雙缺陷結構使得單層ZnIn₂S₄具有優化的光吸收和載流子動力學。更重要的是，Ag摻雜劑對促進析氧反應(OER)有益，納米孔處懸空的S原子對析氫反應(HER)有利，雙缺陷協同作為水氧化(Ag摻雜劑)和還原(納米孔)的活性位點，從而在沒有助催化劑的幫助下實現了光催化全分解水的穩定性。

另外，Ag 摻雜劑和周圍環境提供了高的H₂O和*OH吸附能，可以促進電催化水氧化過程，并有助于抑制空穴對硫化物光催化劑的光腐蝕。

這項工作展示了一種實現“一體化”的光催化劑，并解決了與硫化物基光催化劑相關的穩定性問題，具有巨大的應用潛力。

Two-dimensional all-in-one sulfide monolayers driving photocatalytic overall water splitting. Nano Letters, 2021. DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c02008

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