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光催化固氮反應具有可持續合成NH₃的應用前景，但是很少有光催化劑能夠利用太陽能占比達到50 %的NIR光用于合成NH₃。

有鑒于此，華東師范大學/昆士蘭大學余承忠教授、華東師范大學劉超研究員等報道一種能夠吸收NIR光的S-scheme異質結光催化劑ZnCoS_x/Fe₃S₄，這種S-scheme異質結具有不對稱的吸附位點和優異的NRR光催化活性。

本文要點：

（1）

構筑的異質結具有hollow-on-hollow結構，其中修飾Fe₃S₄納米晶的ZnCoS_x納米籠作為結構單元組裝為紡錘形空腔的紡錘狀顆粒。Fe₃S₄和ZnCoS_x都能夠吸收NIR光，因此這種S-cheme異質結光催化劑具有優異的全光譜能量利用效率。而且，設計的S-scheme異質結能夠促進電荷分離。

（2）

界面Fe/Co雙金屬位點能夠以不對稱的方式側面朝上（side-on）吸附N₂，因此有助于N₂分子的極化和活化。這種空心超結構具有更好的傳質和暴露活性位點，合成氨的產量達到2523.4 μmol g^-1 h^-1，在400 nm的表觀量子產率達到9.4 %，在1000 nm的表觀量子效率達到8 %，太陽能轉化為化學能的效率達到0.32 %。這項工作為理性設計先進的異質結合成氨催化劑提供幫助。

參考文獻

Jiaxin Li, Chaoqi Zhang, Tong Bao, Yamin Xi, Ling Yuan, Yingying Zou, Yin Bi, Chao Liu, Chengzhong Yu, Dual Near-Infrared-Response S-Scheme Heterojunction with Asymmetric Adsorption Sites for Enhanced Nitrogen Photoreduction, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202416210

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202416210