调控非均相材料性能以提高过氧单硫酸盐（PMS）的活性，以降解新出现的有机污染物还是一个挑战。基于此，哈尔滨工业大学王威教授和刘冬梅教授等人报道了S-型异质结PBA/MoS2@壳聚糖水凝胶（CSH）（PBA/MoS2@CSH），实现光激发协同PMS活化。异质结光激发载流子在定向界面电场的驱动下，通过S-型转移途径与PMS进行氧化还原转化。多种协同途径极大增强了活性氧的生成，导致强力霉素降解率显著提高。同时，CSH的3D聚合物链空间结构有利于高级氧化过程中PMS的快速捕获和电子传递，减少了过渡金属活化剂的使用，限制了金属离子的浸出。
通过DFT计算，作者研究了催化剂的能带结构。态密度（DOS）计算显示，PBA/MoS2异质结构的VB顶部主要由Co和Fe组成，与MoS2和PBA相比，向近费米能级的移动增加了VB的最大值，而CB的底部主要由Mo和S组成。由于更容易的电子跃迁，可以将更多的电子光激发到CB上，PBA/MoS2中导电载流子的数量增加，从而提高了光催化活性。
电荷微分分布图显示，PBA/MoS2界面处存在较强的相互作用，导致更多的电子积累产生界面电场（IEF），加速载流子的分离。光照射前，A点（MoS2）和B点（PBA）之间的表面电位差为~35 mV，表明形成了从A点指向B点的IEF，可作为光生电荷转移的驱动力。在可见光照射下，A点的表面电位显著降低，而B点的表面电位升高。
Enhanced and synergistic catalytic activation by photoexcitation driven S-scheme heterojunction hydrogel interface electric field. Nat. Commun., 2023, DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-023-42542-6.
