S型异质结In2O3/ZnIn2S4光催化5-羟甲基糠醛选择性氧化耦合产氢

骆泽; 朱玉坤; 罗雅丹; 任广敏; 王永红; 唐华

物理化学学报 ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (3) : 78 -89.

S型异质结In₂O₃/ZnIn₂S₄光催化5-羟甲基糠醛选择性氧化耦合产氢

骆泽, 朱玉坤, 罗雅丹, 任广敏, 王永红, 唐华

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摘要

发展可持续的光催化技术，以实现生物质向高附加值化学品和清洁燃料的高效转化，是应对全球能源与环境危机有效途径。本研究通过原位生长法构建了一种新型一维/二维（1D/2D）In₂O₃/ZnIn₂S₄ S型异质结光催化剂。该设计巧妙结合棒状In₂O₃与片状ZnIn₂S₄，促进定向电荷传输并提供高密度活性位点。因此，优化后的In₂O₃/ZnIn₂S₄异质结在420 nm LED光照下对5-羟甲基糠醛（HMF）转化率达81.6%，且对2,5-二甲酰基呋喃（DFF）和2,5-呋喃二甲酸（FDCA）的选择性高达78.2%。同时，该异质结表现出257.69μmol g^-1 h^-1的产氢（H₂）速率。这些结果表明，S型异质结能有效实现空间电荷分离并提升光催化活性，为太阳能驱动的生物质增值与可持续产氢提供了可行策略。