近日，青岛科技大学材料学院李镇江泰山学者团队在国际顶级期刊《Advanced Functional Materials》（中科院一区TOP，IF = 18.5）发表了题为“Dual Electric Field Coupling with Tunable Schottky Barrier Synergistically Regulating Electronic Configuration in CoP@Ni-CdS Heterojunction for Efficient Photocatalytic H₂Evolution”的研究论文（https://doi.org/10.1002/adfm.202412527）。材料学院博士生张新磊为第一作者，李镇江教授和孟阿兰教授为论文的通讯作者，青岛科技大学为唯一通讯单位。

基于半导体光催化分解水制氢技术将取之不尽用之不竭的太阳能直接转化为环境友好的氢能，有望克服日益增长的能源需求和环境污染危机问题。CdS光催化剂具有合适的带隙、能带结构，并满足将质子还原为氢气的热力学要求。然而，纯CdS的光催化活性往往受到光生电子-空穴对的严重复合以及对H₂O分子和H^*中间体的不合适的吸脱附性限制。为解决以上问题，本研究在CdS纳米棒中掺杂磁性Ni元素并负载CoP纳米颗粒构建了具有串联双电场的肖特基异质结光催化剂。系列实验和理论计算证实原子分散的Ni原子以Ni-S-Cd配位形式掺杂到CdS的晶格中，引起了CdS晶格畸变，增大其分子偶极矩，进而诱导自旋极化电场的形成；并且磁性Ni原子的掺杂增大了CdS与CoP的费米能级差，有助于增强内建界面电场强度。自旋极化电场与增强的内建界面电场协同加速光生电荷分离与迁移动力学，并优化活性位点的电子构型，加速析氢反应动力学，从而实现高效的光催化析氢。

本课题研究得到了国家自然科学基金、泰山学者人才工程及山东省自然科学基金等项目的资助。