材化学院曾晓飞、朱乔虹团队在Advanced Materials上发表综述论文

近日，杭州师范大学材料与化学化工学院曾晓飞教授、朱乔虹博士团队以“Recent progress of metal sulfide photocatalysts for solar energy conversion”为题在Advanced Materials（IF：30.849）上发表综述论文，系统归纳并描述了如何利用近期研究中的一些重要经验来促进金属硫化物在人工光合作用中的进一步发展。

数十年来，社会和工业对化石燃料的消费不断增长，温室效应和环境污染已发展为人类社会面临的重大难题，因此作为替代方案的可持续能源转换技术越来越受到重视。太阳能是一种地球上空前丰富且无限的能源，已发展成为清洁能源的重要分支。人工光合作用利用具有光响应和转换能力的半导体，通过使用地球上丰富的原料（如二氧化碳、二氧化氮）来生产燃料和化学品。因此，开发具有强光捕获和存储能力的半导体光催化剂来驱动人工光合作用成为全球科学家研究的焦点。

在过去的几十年中，探索可见光响应光催化剂的需求推动了具有合适带隙和宽光响应范围的金属硫化物的快速发展。此外，随着金属硫化物的发展，其物理化学性质通过各种工程策略不断改变，包括元素掺杂、相变、助催化剂引入和界面构建等。金属硫化物的可定制能带结构和加宽的光吸收有利于光催化中的有效电荷分离和足够的太阳光转换效率。该论文重点描述了如何利用近期研究中的一些重要经验来促进金属硫化物在人工光合作用中的进一步发展，包括水分解、二氧化碳还原、固氮和污染物去除。论文分三个方面详细讨论了金属硫化物用于太阳能化学转化的最新进展，分别为：（i）金属硫化物的功能机制和合成方法，（ii）金属硫化物的光腐蚀机理、解决策略和设计原则，（iii）各类光催化氧化还原反应的内在功能机制和仍待解决的问题。最后还针对金属硫化物作为光催化剂的相关挑战、前景和未来发展趋势提出了展望。

金属硫化物作为光催化剂驱动太阳能到化学能转化的发展和未来展望

本论文从金属硫化物的作用、主要性质和合成方法出发，首先讨论了金属硫化物在光催化中的作用机制，并简要概述了几类金属硫化物的结构和特性，包括二元金属硫化物、三元金属硫化物和多元金属硫化物等。同时还讨论了合成各种形态的金属硫化物的一些通用方法，包括模板法、溶剂热法、剥离法和化学气相沉积法等。介绍了目前用于改善光腐蚀的改性修饰策略，同时也归纳总结了为提高金属硫化物活性和选择性的设计原则。详细描述了几类光催化氧化还原反应，并分析了在这些反应中金属硫化物的优势和局限性，按照构建策略罗列了金属硫化物的氧化还原反应活性，并在每一应用最后也提出了仍待解决的问题和可进一步发展的方向。此外，文中还提到在未来，可以通过以下几个方面更好地实现金属硫化物的实际应用：考虑机器学习辅助技术深入理解结构和活性相互作用，加速金属硫化物催化剂的研究；对金属硫化物的产物选择性进行研究和深入分析；开发和应用更先进的表征技术监测光反应行为并研究潜在的反应机制。

杭师大材化学院青年教师朱乔虹为论文的第一作者和共同通讯作者，南京农业大学邱博诚教授和华东理工大学张金龙教授为论文的合作者和共同通讯作者，杭州师范大学为第一单位。

人物简介：

朱乔虹，讲师。2021年博士毕业于华东理工大学，于2021年10月加入杭州师范大学材料与化学化工学院曾晓飞教授团队。主要研究方向为新型光催化纳米材料的制备技术以及改性策略研究。目前，在Adv. Mater.,Angew. Chem. Int. Ed., Appl. Catal. B: Environ., Small，ACS Sustain. Chem. Eng., Mater. Chem. Front., Org. Chem. Front.等期刊上共发表SCI论文20余篇，其中第一作者、通讯作者论文10篇，总被引用次数达1200余次，H因子为15。