中国海洋大学夏呈辉/曹立新团队ACS Catalysis：Ni调控自旋态与Schottky结助力海水产氢

背景: 天然海水中的复杂离子环境导致光催化剂界面电子抽取迟缓、载流子复合加剧以及硫化物光腐蚀等问题，传统纯水体系的光催化剂设计策略难以适用。研究目的: 本研究旨在通过构筑CdS−NiCoSx Schottky异质结，同时解决界面电子快速传输和高效参与氢析出反应两大核心问题，以实现天然海水中高效稳定的光催化产氢。结论: 研究发现，Ni的引入不仅增大了助催化剂与CdS的功函数差，增强了Schottky内建电场以促进电子定向迁移，还提升了Co位点的自旋极化程度并优化了H*吸附自由能（ΔGH* = −0.17 eV）。优化后的CdS−10%NiCoSx在天然海水中的产氢速率达19.89 mmol g−1 h−1，是原始CdS的8.23倍，且在16小时循环后仍保持92%的活性。该工作提出了一种通过协同调控界面能级、自旋电子态和表面反应动力学的助催化剂设计新思路。