利用光电催化（PEC）技术，在光阳极氧化降解有机污染物，同时在对电极（阴极）产氢，是实现废水处理与清洁能源生产协同的理想途径。设计高效的光阳极是关键。BiVO₄（带隙约2.4eV）和ZnIn₂S₄（带隙约2.3eV）都是性能优良的可见光响应半导体，且二者的能带结构匹配，适合构建Z型异质结。本研究通过旋涂和溶剂热法，在FTO导电玻璃上依次制备了BiVO₄底层和ZnIn₂S₄表层，形成了紧密的ZnIn₂S₄/BiVO₄双层膜光阳极。
在Z型电荷转移路径下，BiVO₄导带上还原能力较弱的电子，会自发地通过界面转移至ZnIn₂S₄的价带，并与那里氧化能力较弱的空穴复合。这一过程使得具有更强还原能力的ZnIn₂S₄导带电子和具有更强氧化能力的BiVO₄价带空穴被选择性地保留在空间上分离的位置。导带电子通过外电路高效传导至对电极（Pt）用于产氢，而价带空穴则在光阳极表面高效氧化降解有机污染物。两种半导体的优势在Z型机制下被同时放大。
在AM 1.5G模拟太阳光和1.23V vs. RHE偏压下，该Z型异质结光阳极的双酚A（BPA）降解速率和产氢速率分别是纯BiVO₄的6.5倍和5.8倍，展现了卓越的协同性能。自由基捕获实验证实，BiVO₄价带的空穴是氧化BPA的主要活性物种，而ZnIn₂S₄导带的电子是产氢的还原剂。光电化学阻抗谱和光电流响应测试表明，Z型异质结的形成显著降低了界面电荷转移阻抗，促进了光生载流子的分离。
在长达10小时的连续运行测试中，光阳极的光电流和降解/产氢性能保持稳定，展现了优异的稳定性。该研究通过精心设计Z型异质结光阳极，实现了“氧化去污”与“还原产氢”两个半反应在同一器件中的高效协同，为可持续的废水处理与能源回收一体化系统提供了先进的电极材料范例。
