化石燃料的過度使用造成了能源短缺、溫室效應(yīng)及環(huán)境污染等嚴(yán)重問題，利用太陽能光催化劑分解水產(chǎn)氫是解決能源環(huán)境問題的最理想方法之一。馬保軍團隊一直致力于光催化技術(shù)研究，在前期的相關(guān)研究中，團隊闡明了貴金屬主要用作催化質(zhì)子還原的反應(yīng)活性位點，而非貴金屬助催化劑由于其大的比電容主要存儲來自半導(dǎo)體的光激發(fā)電子。然而，光催化劑的結(jié)構(gòu)與活性之間的關(guān)系需要進一步闡明，研究光催化劑的結(jié)構(gòu)與光激發(fā)電子的傳遞路徑之間的本質(zhì)關(guān)系具有重要意義。

馬保軍團隊設(shè)計制備了(Ru/WC)/CdS和Ru/(WC/CdS)兩種復(fù)合助催化劑。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)貴金屬Ru先行擔(dān)載在非貴金屬助催化劑WC上時，兩者在光催化析氫反應(yīng)中具有協(xié)同作用。而當(dāng)貴金屬Ru直接擔(dān)載在復(fù)合催化劑WC/CdS上時，由于電子的轉(zhuǎn)移路徑改變，兩種助催化劑對于電子的作用呈現(xiàn)出競爭關(guān)系，削弱了助催化劑的協(xié)同作用，Ru/(WC/CdS)的光催化活性反而劣于WC/CdS。該研究闡述了WC和Ru在光催化劑中的作用以及不同活性位點組成的復(fù)合催化劑的電子轉(zhuǎn)移路徑，為在半導(dǎo)體上組裝高效的復(fù)合助催化劑奠定了堅實基礎(chǔ)。