開發(fā)出高性能、低成本的光催化劑是實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)大規(guī)模制取氫氣（H₂）的關(guān)鍵。基于此，澳大利亞阿德萊德大學(xué)喬世璋教授（通訊作者）等人首次報(bào)道了一種心得液體剝離方法，并用其來制備NiPS₃超薄納米片（ultrathin nanosheets, UNSs），作為一種多功能平臺(tái)，可以極大地改善各種光催化劑（TiO₂、CdS、In₂ZnS₄和C₃N₄）上的光驅(qū)動(dòng)制取氫氣性能。

與單獨(dú)的CdS相比，NiPS₃/CdS異質(zhì)結(jié)的光催化產(chǎn)生氫氣速率最大，為13600 μmol? h^-1 g^-1，最高的增強(qiáng)因子約為1667%。其中，光催化產(chǎn)生氫氣的增加源于促進(jìn)界面電荷分離/遷移的緊密電子耦合和豐富的原子級(jí)P/S邊緣位點(diǎn)以及NiPS₃的活化S基位點(diǎn)促進(jìn)了析氫反應(yīng)（HER）。

這些發(fā)現(xiàn)得到了理論計(jì)算和表征的支持，包括原子分辨率AC-STEM、電子能量損失（EELS）光譜、基于同步加速器的X射線吸收近邊緣光譜（XANES）、原位XPS 、瞬態(tài)SPV光譜、超快TAS、瞬態(tài)PL光譜和光照射接觸電位差（CPD）測(cè)試。

該研究進(jìn)一步證實(shí)了NiPS₃ UNSs與其他半導(dǎo)體光催化劑（例如TiO₂、In₂ZnS₄和C₃N₄）共同提高光催化H₂產(chǎn)量的普遍性。該工作不僅展示了MPC_x基團(tuán)在光催化領(lǐng)域的巨大潛力，而且通過融合先進(jìn)的表征和理論計(jì)算，為合理設(shè)計(jì)和制備高性能光催化劑鋪平了道路。

NiPS₃ ultrathin nanosheets as versatile platform advancing highly active photocatalytic H₂ production. Nat. Commun., 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-32256-6.

https://doi.org/10.1038/s41467-022-32256-6.