兰州大学丁勇课题组通过自组装策略合成了6种普鲁士蓝型助催化剂（M^II-Co^III PBAs：Mn-Co、Fe-Co、Co-Co、Ni-Co、Cu-Co和Zn-Co PBAs），并成功沉积到了钒酸铋（BiVO₄）表面；与BiVO₄相比，复合催化剂均表现出增强的光催化析氧性能。

氢气作为清洁能源载体，可以通过太阳能驱动的水分解{attr}3226{/attr}（2 H₂O →2 H₂ + O₂）产生。该反应包含析氧（2 H₂O→4 H⁺ + O₂ + 4 e^-，1.23 V vs RHE）和析氢（4 H⁺ + 4 e^- →2 H₂，0 V vs RHE）步骤。其中，析氧反应中高能势垒和复杂的多电子转移过程使其动力学缓慢，从而限制了整体水分解的效率。为解决这一瓶颈问题，科研工作者开发了大量的水氧化光催化剂，以加速其反应动力学并探索反应机理。BiVO₄因具有较窄的带隙（≈2.4 eV）和合适的能带结构，被视为是一种可用于光催化水氧化的半导体。与经典的用于析氧的水溶性[Ru(bpy)₃]²⁺光敏剂不同，BiVO₄具有可回收和更稳定的优点，更适合用于实际的水分解应用。然而，BiVO₄单独用于光催化水氧化时，面临着光生电子-空穴对快速复合和催化活性差的问题。值得注意的是，耦合其他半导体或沉积助催化剂的策略可以提高其光生载流子的分离效率和催化效率。因此，为BiVO₄开发合适的耦合元件是当前研究的重点之一。普鲁士蓝类似物（PBAs）拥有固有的微孔（∼0.5 nm）和因[M^III(CN)₆]³⁻缺失导致的扩大的微孔（∼1.0 nm），可允许H₂O （∼0.4 nm）和O₂（∼0.34 nm）分子进出。此外，PBAs由多种金属离子构成，具有化学多样性；且其在很宽的pH范围内具有出色的化学稳定性，因此可直接用作多相催化剂, 故被认为是潜在的水氧化光催化剂。例如，Yamada课题组报道了PBA型光催化剂Ca_x[Co^II(H₂O)₂]_1.5-x[Co^III(CN)₆]和[Co^II(H₂O)₂]_1.5[Co^III(CN)₆]，将其用于[Ru(bpy)₃]²⁺光敏剂体系下的水氧化反应时均表现出优异的光催化性能。此外，PBAs也常用于光电化学水氧化中，以提高BiVO₄的稳定性和活性。             

基于以上工作，本文采用自组装策略合成了6种M^II-Co^III PBAs助催化剂（Mn-Co、Fe-Co、Co-Co、Ni-Co、Cu-Co和Zn-Co PBAs），并成功沉积到了BiVO₄表面；与BiVO₄相比，复合催化剂均表现出增强的光催化析氧性能。其中，Co-Co PBA@BiVO₄光催化剂作为代表性的研究对象，通过电化学、电镜和光谱分析进行了深入研究。BiVO₄耦合Co-Co PBA助催化剂可增强BiVO₄和Co-Co PBA之间光生载流子的转移以及BiVO₄的表面催化转化效率。以Zn-Co PBA@BiVO₄样品为对比对象，探讨了M^II₃[Co(CN)₆]助催化剂中M^II离子对光催化水氧化活性的影响。总体而言，这项工作促进了新型复合光催化剂合成策略的发展。