植物光合作用產生的木質素生物質是一種豐富的可持續資源，其是最理想的化石燃料替代品，對構建可持續的綠色能源系統具有重要意義。目前，熱化學處理是將木質纖維素生物質轉化為化學燃料的主要方法之一。由于木質素復雜而穩定的結構，熱催化受到產物選擇性差、產率低和額外化石能源消耗的限制。

由于熱催化和光催化的協同作用，光熱催化作為一種將木質素生物質直接轉化為化學燃料的策略引起人們廣泛關注。固體酸是木質素熱催化轉化為化學燃料的有效催化劑，其活性位點歸屬于表面的Lewis或Br?nsted酸性位點。因此，設計具有Lewis酸性和水還原活性中心的光熱材料是促進光熱催化木質素生物質轉化為H₂的有效策略。

基于此，南京大學于振濤、東南大學管杰和杭州電子科技大學元勇軍等成功構建了一個有效的光熱催化體系，使用具有可調節層數的1T-2H MoS₂納米片作為催化劑。合成過程中較低的S/Mo比可以誘導形成具有較低層數的端基1T-2H相結構，從而增加配位不飽和Mo原子作為木質素及其衍生物分解的Lewis活性位點的數量，實現增強的產氫活性。

實驗結果表明，在光照下，最優的MoS₂-7上的產氫速率高達3661 μmol h^?1 g^?1，太陽能-氫氣(STH)轉化效率為0.18%，并且其還可以將自然界中豐富的木質素生物質如木屑、竹子、稻草、玉米芯和稻殼轉化為氫氣。

基于實驗和理論計算結果，研究人員提出了木質素生物質在MoS₂催化劑上通過光熱催化產生氫氣的機制：MoS₂和生物質堿溶液在光照下吸收光能并轉化為熱能，導致反應溶液溫度升高；配位不飽和Mo原子可與溶于堿性水溶液中的木質素或其衍生物的O原子結合，導致C-O鍵斷裂；MoS₂的暴露邊緣是H₂生成反應的活性位點，因此來自木質素或H₂O的質子可以與MoS₂的暴露邊緣結合，其接受電子后還原生成H₂。

綜上，以1T-2H為端基的異質結構和較少的層數提供了豐富的暴露邊緣和Lewis酸中心，提高了MoS₂催化劑的光熱催化木質素生物質制氫活性，為太陽能驅動的可再生木質素生物質直接轉化為氫燃料提供了一個可持續和具有成本效益的方法。

Regulating lewis acidic sites of 1T-2H MoS₂ catalysts for solar-driven photothermal catalytic H₂ production from lignocellulosic biomass. Nano Letters, 2023. DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c03947