电催化水分解是水分解制氢的潜在技术，然而在电催化过程中需要消耗较多的电能，不利于工业化应用。为了解决这一问题，目前主要通过制备优异的催化剂，或者通过光热辅助来降低电能的使用。Ce作为一种稀土元素，具有含量丰富、优异的光热性能等优点。鉴于此，田林副教授、李昭博士、李靖教授以及刘园园博士以ZIF-67为模板，通过简单的离子交换以及硫化成功制备了CeO2/CoS2异质结。
通过多种表征手段，证明了合成的CeO2/CoS2具有中空异质结构，从mapping可以看出，异质结具有明显的边界、界面清晰，利于界面协同作用。同时高分辨也证明了CeO2和CoS2两种物质的存在。
鉴于Ce优异的光热效应，对制备的材料进行了光辅助电催化性能的研究。结果显示：在光照条件下，达到10 mAcm-2的电流密度所需的过电位大大减小。同时tafel斜率也明显减少，说明光辅助有利于反应动力学。CP测试表明该催化剂具有十分优异的光电催化稳定性。
为了研究改材料优异光电催化性能的来源，作者对光电催化的机理进行了研究。通过i-t测试，研究了光电和光热效应对该反应的贡献，发现光热效应占主要作用。通过 Kubelka–Munk plots和 Mott–Schottky plots研究了电子转移的路径。发现光生电子从CeO2转移到CoS2，能显著降低光生载流子的重组，有利于CoS2发生电催化析氧反应。
该研究发表在Journal of Colloid and Interface Science上，成果为Ce在光电以及光热催化中的应用提供了借鉴。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jcis.2022.07.125