余家国/余火根AM：优化富硫NiS1+x助催化剂的原子氢脱附促进光催化析氢

低成本的过渡金属硫族化合物（MS_x）被证明是光催化制氢的潜在候选助催化剂。然而，它们的析氢性能受到暴露硫（S）位点数量不足以及它们与吸附氢原子（S-H_ads）强键合的限制。

基于此，中国地质大学（武汉）余家国教授和武汉理工大学余火根教授（共同通讯作者）等人报道了一种活性位点富集调节和活性S位点电子结构修饰的有效耦合策略，并利用该策略通过合理的核-壳结构设计制备了Au@NiS_1+x纳米结构助催化剂。

通过光诱导沉积法将Au纳米颗粒优先负载在TiO₂表面上，然后利用选择性吸附原位光沉积法将富硫NiS_1+x选择性自组装到Au表面上以形成核-壳Au@NiS_1+x助催化剂修饰TiO₂光催化剂（表示为TiO₂/Au@NiS_1+x）。

通过光催化实验结果表明，所制备的TiO₂/Au@NiS_1+x（1.7: 1.3）显示出最高的析氢速率为9616 μmol h^-1 g^-1，AQE=46.0%，λ=365 nm，分别是TiO₂/NiS_1+x和TiO₂/Au的2.9倍和1.7倍。

通过密度泛函理论（DFT）计算和原位/非原位XPS结果表明，Au和富硒NiS_1+x之间的电子相互作用可以产生带负电的S^δ-原子，其与H_ads原子形成较弱的结合，从而显著促进H_ads的界面解吸，进而实现快速析氢反应（HER）。

在这种情况下，作者提出了一种电子富集的S^δ-介导的H₂生成机制来合理化TiO₂/Au@NiS_1+x增强的光活性。该研究提供了一个新的想法，以增加活性位点的数量和优化H_ads的解吸能量，从而利用它们的协同作用最大限度地提高光催化制氢的活性。

Optimizing Atomic Hydrogen Desorption of Sulfur-Rich NiS_1+x Cocatalyst for Boosting Photocatalytic H₂ Evolution. Adv. Mater., 2021, DOI: 10.1002/adma.202108475.

https://doi.org/10.1002/adma.202108475.

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