化学进展

作者：王凤琴, 张亿, 汪洋, Muhammad Tayyab, 孟苏刚

单位：南通理工学院机械工程学院 南通 226006,淮北师范大学化学与化工学院 绿色精准合成化学与应用教育部重点实验室 绿色精准合成化学与应用教育部重点实验室 淮北 235000,沙特阿拉伯法赫德国王石油与矿产大学氢技术与碳管理跨学科研究中心 达兰 31261

关键词：Zn3In2S6,光催化产氢,异质结,改性策略,耦合反应

基金：国家自然科学基金项目(52002142),安徽省学科/专业带头人资助计划(DTR2025015),安徽省杰出青年项目(2022AH020038),绿色和精准合成化学及应用教育部重点实验室自主（开放）课题(KLGPSCA202502)

光催化水分解制氢被认为是缓解全球能源危机、减轻环境污染的最具潜力的方案之一。Zn3In2S6（ZIS）作为典型的具有层状结构的三元硫族化合物半导体，凭借其适宜的能带结构、优异的可见光响应能力及丰富的表面活性位点，在光催化产氢领域备受关注。本文系统总结了ZIS基纳米材料在光催化产氢中的最新研究进展：首先，详细阐述了ZIS的基本特性，包括六方层状晶体结构、能带特征，以及以光生载流子分离迁移为核心的光催化产氢机理；其次，重点聚焦ZIS基纳米材料在不同光催化产氢体系中的应用进展，包括全解水体系（通过S型异质结实现高效载流子分离）、牺牲剂体系（利用乳酸、甲酸、三乙醇胺等优化空穴消耗路径以提升效率）、双功能耦合反应体系（涵盖有机污染物降解耦合产氢、苯甲醇与5-羟甲基糠醛等醇类选择性氧化耦合产氢、过氧化氢合成耦合产氢），并针对各体系的反应机理、优劣势、性能优化策略（如异质结构建、助催化剂负载、缺陷工程）及技术经济性展开对比分析；最后，探讨了ZIS基光催化材料当前面临的挑战（尤其在双功能耦合体系中，有机氧化选择性有限、催化剂失活、产物分离复杂等问题），并提出未来发展方向，包括原子级分散助催化剂设计、基于先进表征技术的原位机理研究、与废水处理等实际应用场景的结合。本文为高性能ZIS基光催化产氢材料的合理设计与进一步发展提供了系统性参考。

来源：2026年第3期

《化学进展》期刊编辑部

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