全球能源危机和环境挑战凸显了对可持续清洁能源解决方案的迫切需求[[1], [2], [3]]。光电化学（PEC）水分解通过产生氢气，提供了一种有前景且具有竞争力的清洁能源生产方法，因为电极材料的合成较为容易且可扩展[[4]]。近年来，多种半导体被用于PEC水分解研究[[5,6]]。其中，BiVO4由于其相对较窄的带隙（2.3–2.5 eV）、优异的化学稳定性、低成本和可调节的形貌而受到广泛关注[[7], [8], [9]]。然而，BiVO4中显著的载流子复合现象限制了其实际应用[[10]]。为了解决这一问题，研究人员探索了多种策略，包括元素掺杂[[11,12]]、纳米结构工程[[13,14]]和异质结构形成[[15], [16], [17], [18], [19]]，以提高电荷分离和注入效率。此外，水分解反应受到氧化过程中四电子转移过程缓慢的阻碍[[17],[20],[21],[22],[23]]。因此，选择合适的氧进化反应（OER）共催化剂对BiVO4光阳极的表面改性至关重要。这种方法可以增强光阳极/共催化剂界面处的载流子分离，提供额外的氧进化催化位点，最终提高PEC系统中的整体水氧化速率[[24],[25],[26],[27]]。
与基于贵金属的共催化剂（如Ru、Pt）[[28,29]]不同，基于过渡金属的催化剂因其优异的性能和低成本而受到广泛关注[[30,31]]。其中，过渡金属硒化物引起了越来越多的兴趣[[18,32,33]]。这主要是因为硒（Se）原子的能级与3s和3p轨道紧密对齐，使得Se的3d轨道能够展现出强烈的电子特性。这些特性使得硒化物能够与过渡金属形成牢固的共价键，从而增强硒化物的金属特性，并改善电子传输和催化性能[[34],[35],[36]]。例如，Chen等人首先在碳纸上制备了定向的NiO阵列，然后原位硒化得到NiSe-Ni0.85Se[[37]]。在1.62 V的电池电压下，NiSe-Ni0.85Se/CP衍生物实现了10 mA cm?2的电流密度。同样，Zhang等人证明，通过在镍泡沫（NF）上通过水热法合成的NiSe/Ni3Se2表现出优异的整体水分解性能[[38]]。Chanda等人还观察到，通过表面水热和电化学沉积方法制备的FeSe-NF复合催化剂在氢进化反应（HER）和氧进化反应（OER）中都表现出高效和稳定的性能[[39]]。据报道，混合过渡金属基材料相比纯金属材料具有更优越的电化学性能。第二种过渡金属的加入可以增加催化位点的电子密度，从而提高电子导电性和电催化活性[[40],[41],[42]]。特别是，具有三维结构的NiFeSe在光催化方面显示出巨大潜力，因为它具有较大的比表面积、优异的光学性能和高电子传输能力。此外，Ni和Fe离子在不同价态之间的转换能力为反应提供了必要的催化活性位点[[40],[43],[44],[45]]。受这些发现的启发，设计具有降低载流子复合的过渡金属双金属硒化物共催化剂被认为是一种提高PEC性能的有效策略。
在本研究中，将NiFeSe纳米立方体整合到BiVO4上作为有效的PEC共催化剂用于水氧化。NiFeSe的引入显著降低了反应能量障碍，增强了BiVO4的氧化能力，并显著改善了光生载流子的分离和传输。所得到的NiFeSe/BiVO4光阳极在1.23 V（相对于RHE）时表现出4 mA cm?2的光电流密度，这是纯BiVO4光阳极的3.3倍。这些发现表明，双金属硒化物作为高效PEC O2进化共催化剂具有巨大潜力。
