。這需要適當的氧化半反應來完成整個反應，因此可以通過耦合一些增值反應來提高能源利用率。其中最有前景的方法之一是利用光催化劑和犧牲劑在常溫條件下促進氫氣的產生。這種方法特別具有吸引力，因為它具有大規模應用的潛力，并且可回收性更強，使其成為可持續能源生產的理想選擇。基于半導體的光催化氫氣生產已成為研究的重點，越來越多的半導體材料被設計用于光催化應用。這一趨勢凸顯了半導體光催化在推動可持續能源解決方案方面的日益重要性[8]，[9]，[10]，[11]，[12]。
使用可見光驅動的催化劑不僅可以提高戶外光催化性能，還可以在紫外線幾乎不存在的室內環境中提升光催化性能。納米結構的Bi
2O
3作為一種有效的光催化劑，在光催化、氣體傳感器和燃料電池領域受到了廣泛關注[13]，[14]，[15]。它可以被視為p型半導體，主要相包括α、β、δ和γ-Bi
2O
3。α-Bi
2O
3和β-Bi
2O
3的帶隙能量分別為2.85 eV和2.58 eV，允許它們吸收可見光譜中的光[16]，[17]，[18]，[19]，[20]，[21]。然而，Bi
2O
3中光生電子-空穴對的快速復合嚴重限制了其光催化活性，這限制了其實際應用。為克服這一難題，提出了一些有效的策略，如異質結構構建[22]、缺陷制造、貴金屬沉積、摻雜離子[23]等。在這些解決方案中，構建半導體異質結是提高光催化產氫效率的有效方法之一[24]，[25]，[26]，[27]，[28]。最近，通過從核/殼結構的BiV
1–xO
y/Au納米粒子（NP）領域進行反向電荷轉移，修改了Bi的p帶中心，從而增加了BiVO
4光陽極表面Bi原子的暴露比例，增加了甘油仲羥基的吸附位點，并降低了激活仲羥基的能量障礙[22]。盡管異質結構已被證明是一種有效的Bi
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3表面功能化策略，但使用傳統方法（如共沉淀或機械混合）合成的氧化物異質結復合材料（如ZnO/Bi
2O
3）通常面臨相界面接觸不良、晶格失配嚴重以及電荷傳輸障礙等問題，這極大地限制了它們的理論應用。
金屬有機框架（MOFs）是一種新興的多孔配位聚合物，由于其高孔隙率、高比表面積和可調的納米結構，已被證明是制備多孔金屬氧化物的理想前體[29]，[30]，[31]，[32]，[33]。基于Bi的金屬有機框架也成為了研究的焦點，并受到了廣泛關注[34]。CAU-17的有序晶格結構、豐富的比表面積和明確的孔分布使其非常適合光催化應用。其優異的熱穩定性和明確的結構使其在熱解過程中能夠作為自模板，生成具有高比表面積的結構有序的Bi
2O
3，有利于暴露活性位點。由于單層MOFs的電荷復合性、寬帶隙和緩慢的表面反應速率，它們的電子導電性較低，光吸收范圍窄，穩定性也較差[35]。為了提高太陽能的利用效率，使用兩種MOF材料的異質結構以及開發窄帶隙MOF/半導體復合材料受到了廣泛關注[36]，[37]，[38]，[39]。這種方法旨在防止光生電子和空穴的復合，提高電荷分離效率，并通過MOF/半導體之間的電位差構建內部電場來拓寬光吸收范圍。所選的Bi-MOF（ZIF-8）與Zn-MOF之間的高化學和結構兼容性使得可以通過“MOF-on-MOF”策略預先構建緊密的界面。因此，可以通過將兩種或更多不同的MOFs耦合成混合材料來設計MOF-on-MOF異質結構，這是一種有效的方法，可以克服單層MOF材料的局限性[40]，[41]，[42]，[43]。從MOF-on-MOF結構衍生的金屬氧化物具有更豐富的組成和多樣的結構，可以增強光催化產氫活性。
在這里，我們提出并設計了一種基于MOF-on-MOF前體的新型ZnO/Bi2O3異質結構光催化劑，以直接解決傳統ZnO/Bi2O3合成方法存在的問題。報道了一種簡單的溶劑熱方法制備CAU-17（Bi），然后在表面活性劑的作用下在CAU-17上生長ZIF-8的方法。通過精確調控Zn/Bi比例，獲得了不同的催化行為，并討論了它們在光催化產氫方面的協同效應。結合理論分析，我們證明了由ZIF-8-on-CAU-17(Bi)衍生的ZnO/Bi2O3異質結構具有更大的表面積，為光催化反應提供了豐富的活性位點，大大擴展了陽光的吸收范圍，促進了電荷載流子的分離和傳輸，表現出比單層MOF轉化得到的金屬氧化物更好的光催化產氫性能。結果，最佳的ZnO/Bi2O3異質結構（ZBO-3）表現出更高的光催化產氫活性（3243.2 μmol h?1g?1），遠高于單層CAU-17衍生的Bi2O3金屬氧化物。
三羧酸、六水合硝酸鋅、PVP58000、二甲基咪唑、五水合硝酸鉍、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）和甲醇均從Sinopharm購買，為分析級，無需進一步純化。
CAU-17 (Bi)納米棒是通過簡單的溶劑熱合成方法獲得的。通常，將750 mg的1,3,5-苯三羧酸（H3BTC）和90 mg的硝酸鉍（Bi (NO3)3與50 ml的MeOH在劇烈攪拌下混合至澄清。
如圖1所示，由ZIF-8-on-CAU-17(Bi)復合體制備的ZnO/Bi2O3光催化劑的合成過程首先包括使用Bi2作為中心離子和對苯二甲酸作為有機配體通過簡單的水熱方法合成CAU-17 (Bi)。隨后，在PVP的存在下，Zn2+被吸附在CAU-17(Bi)的表面。然后，2-甲基咪唑與Zn2+配位，通過共沉淀方法生成ZIF-8-on-CAU-17 (Bi)前體。
總之，我們成功設計并調控了ZnO/Bi2O3的界面，以提高光催化產氫速率。選擇ZnO不僅是因為其適合的光吸收特性，還能向Bi2O3提供電子。與ZnO和Bi2O3相比，ZBO異質結構的催化活性顯著提高，ZBO-3在模擬陽光下的產氫速率和光催化產氫效率最高，達到3243.2 μmol h?1g?1（16.2）。
鄧玉倩：研究、數據管理。
蔣青青：寫作 – 審稿與編輯、方法學。
光臨遠：寫作 – 初稿撰寫、研究。
娜奧米·貝奧勒：寫作 – 審稿與編輯、數據管理。
秦莉：寫作 – 審稿與編輯。
胡俊成：寫作 – 審稿與編輯、監督、資金獲取。
作者聲明他們沒有已知的可能會影響本文報告工作的競爭性財務利益或個人關系。
本工作得到了國家自然科學基金（編號：22272207、2210608、32271538）和中南民族大學學術創新團隊基金（編號：XTZ24016）的支持。
