过去20年来，利用阳光制备“绿色氢气”被视为迈向低碳未来的潜在路径之一。在多种太阳能驱动制氢方案中，光催化因流程相对简便、成本较低且具备规模化潜力而受到关注。

近期，一项发表在《化学工程杂志》的研究聚焦于二维/二维化学键合外延异质结构的构建策略。研究提出，将两种能带边位置匹配的半导体进行组合，并实现直接Z型电荷转移，可用于同时应对光催化过程中的多项关键问题。

研究团队采用水热拓扑化学方法，在高压釜条件下以Bi₄Ti₃O₁₂片层与SrCl₂×6H₂O为前驱体，调控Bi₄Ti₃O₁₂向SrTiO₃的水热转化过程，从而实现对SrTiO₃/Bi₄Ti₃O₁₂二维/二维外延异质结构纳米片表面粗糙度与光催化性能的精确控制。

研究指出，该类异质结构纳米片的优势体现在较低的电荷复合率、更快的界面电荷转移、更迅速的电荷向表面传输，以及维持较强的氧化还原能力。与此同时，表面更粗糙且比表面积更高的纳米片可提供更多活性位点，被认为是光催化活性提升的重要原因。

在产氢表现方面，研究将氢气演化能力的增强归因于纳米片表面粗糙度的提升，并报告其氢气生成速率最高可达2950 ×g⁻¹×h⁻¹。研究同时表示，更大的比表面积与更多活性位点对活性提升的贡献，较单纯的异质结形成更为关键。

共同通讯作者、台湾大学化学工程杰出教授Jeffrey C.S. Wu表示，相关结果强调了深入理解并掌握合成工艺细节对于制备纳米结构功能材料的重要性；二维/二维异质结构纳米片的形成也展示了通过开发二维纳米片提高量子效率、并在光催化水分解中实现更高性能的可行性。