通过XPS光谱对复合催化剂中元素组成及价态进行了表征。XPS检测的元素组成结果（图2 a-d）与元素面扫图（图1 e）结果相一致。空白In₂S₃和x%-PdS-In₂S₃的XRD图谱（图2 e）表明所有样品中都检测到了In₂S₃在27.4°、33.2°和47.7°的主要衍射特征峰。此外，紫外-可见漫反射光谱（DRS）（图2 f）的测试结果说明：空白In₂S₃微球具有良好的可见光吸收能力，引入助催化剂PdS后，其可见光吸收能力进一步增强。

我们测试了相关样品在光催化苄胺脱氢偶联反应中的催化性能。如图3 b所示，当PdS的质量分数为3%时，在2 h的可见光照射下，氧化产物N-亚苄基苄胺的产量为38.46 μmol，还原产物氢气的产量为41.62 μmol，实现了化学计量比的苄胺脱氢反应。值得注意的是，3%-PdS-In₂S₃上的产物产量与DRS光谱呈现良好的匹配关系（图3c）。3%-PdS-In₂S₃在长时间反应及六次循环实验中保持相对稳定及较高的选择性，说明催化剂具有良好的光化学稳定性（图3d和e）。此外，在底物拓展实验中，该催化剂体系展现了良好的性能，显示出助催化剂表面修饰工程在构建高效有机合成和产氢耦合催化反应体系方面具有广阔的应用前景。

为了探究光催化活性增强的原因，我们进行了一系列电化学、光电化学和光致发光（PL）测试。测试结果表明：助催化剂PdS的表面修饰显著促进了In₂S₃主催化剂上光生载流子的分离，促使更多的光生载流子参与到氧化还原反应当中（图4 a-f）。此外，通过测定二者的接触电势差（CPD）（图4 g），确定了相应的能级位置，并提出了复合材料中内置电场（IEF）形成和载流子转移的机理（图4 h）。

控制实验表明光生电子和空穴共同参与了H₂、N-亚苄基苄胺的生成；此外，猝灭实验表明催化反应过程存在自由基中间体（图5 a）。通过原位傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）光谱监测反应过程中活性中间体的变化情况（图5 b和c）。为确定反应过程中的自由基中间体，进行了哈米特方程及电子顺磁共振（EPR）光谱的测试，结果表明该自由基中间体为Ph(•CH)NH₂（图5 d和e）。

综合以上实验结果，我们提出了PdS-In₂S₃复合材料用于光催化苄胺C–N偶联同时制氢的反应机理。如图5 f所示，在可见光照射下，In₂S₃被光激发产生空穴电子对。由于二元复合材料中In₂S₃和PdS之间紧密的界面接触和匹配的能级排列形成了IEF，光生空穴迅速被PdS捕获。被PdS捕获的空穴首先进攻苄胺，形成PhCH₂NH₂^.+阳离子，然后通过去质子化作用转化为Ph(•CH)NH₂自由基。随后，Ph(•CH)NH₂自由基进一步受到光生空穴的进攻，形成（苯基）甲亚胺的亚胺中间体，最后，（苯基）甲亚胺与另一分子苄胺反应后形成N-苄基-1-苯基亚甲基二胺，后者很容易发生加成消除反应，最终生成N-亚苄基苄胺。同时，在此过程中产生的质子会被In₂S₃导带的光生电子还原成H₂。