由于鈣鈦礦材料特殊的結構，使得它在高溫催化及光催化方面具有潛在的應用前景，但目前國內外對鈣鈦礦結構類型材料的研究主要集中在對材料結構的研究以及在太陽能電池和發光性能方面的應用，對于在催化方面的應用研究相對較少。近日，各大頂級期刊紛紛報道了鈣鈦礦在催化方面的最新進展，涉及電催化析氫、酸性介質中水氧化、光催化產氫以及二氧化碳還原等等，果然是不鳴則已，一鳴驚人！1. Nat. Commun.: 基于電負性篩選高活性鈣鈦礦用于HER
快速、可靠地篩選低成本、高性能的電催化劑是水分解等能源轉化技術的關鍵。有鑒于此，南京工業大學邵宗平、周嵬等人應用配位理論引入A位點離子電負性(AIE)作為一個統一有效的指標來預測13種鈷基鈣鈦礦的HER活性。研究發現，(Gd0.5La0.5)BaCo2O5.5+δ的堿性條件下HER催化活性和穩定性均優于目前性能最佳的Pt/C催化劑，過電位為0.24V時的TOF值高達22.9s?1，塔菲爾斜率為27.6mVdec?1。該工作開辟了一條利用配位化學原理優化材料催化活性的新途徑。
Daqin Guan, Jing Zhou, Yu-ChengHuang, Chung-Li Dong, Jian-Qiang Wang, Wei Zhou & Zongping Shao. Screening highly activeperovskites for hydrogen-evolving reaction via unifying ionic electronegativitydescriptor. Nat. Commun., 2019DOI: 10.1038/s41467-019-11847-whttps://www.nature.com/articles/s41467-019-11847-w
2. Nat. Commun.：四聚鈣鈦礦釕酸鹽作為酸性水氧化的高效催化劑
在酸性介質中開發高活性、耐用的含氧催化劑是設計質子交換膜水電解制氫的主要挑戰。中國科學技術大學Shiming Zhou、天津大學Zhenpeng Hu等人報道了四聚鈣鈦礦氧化物CaCu3Ru4O12作為酸性水氧化的優良催化劑。這種復合氧化物在10 mA cm-2 geo下具有171mV的超電勢，遠低于最先進的RuO2。此外，與RuO2相比，CaCu3Ru4O12的質量活性顯著增加兩個數量級以上，穩定性更好。密度泛函理論計算表明，四聚鈣鈦礦催化劑相對于RuO2具有較低的Ru 4d能帶中心，有效地優化了氧中間體的結合能，從而提高了催化活性。
Miao, X.; Zhang, L.; Wu, L.; Hu, Z.;Shi, L.; Zhou, S., Quadruple perovskite ruthenate as a highly efficientcatalyst for acidic water oxidation. Nat. Commun. 2019, 10 (1), 3809.DOI：10.1038/s41467-019-11789-3https://www.nature.com/articles/s41467-019-11789-3
3. Nat. Commun.: 用于光催化有機合成的鹵化鉛鈣鈦礦
大自然能夠通過光合作用將太陽能存儲在化學鍵中，通過從CO2和光開始的一系列C-C，C-O和C-N鍵形成反應。直接捕獲太陽能用于有機合成是一種很有前途的方法。鹵化鉛鈣鈦礦太陽能電池的效率達到24.2％，使鈣鈦礦成為太陽能捕獲的新型材料。圣地亞哥州立大學Yong Yan團隊認為，鈣鈦礦的光物理性質也應該對光氧化還原有機合成感興趣。因為這兩個應用的關鍵方面都依賴于電荷分離和轉移。首次證明了鈣鈦礦納米晶體是基本有機反應的光催化劑，例如C-C，C-N和C-O鍵的形成。CsPbBr3在有機溶劑中的穩定性和易于調整的邊緣使鈣鈦礦具有更廣泛的有機基質活化范圍。低成本，易加工，高效，耐氣和帶邊可調的鈣鈦礦可能為有機化學帶來新的突破。
Lead halide perovskitesfor photocatalytic organic synthesis. Nature Communication, 2019https://www.nature.com/articles/s41467-019-10634-x
4. ACS Energy Lett.：鈣鈦礦也可以還原CO2！
中山大學Hong-YanChen等人報道一種新型具有增強的CO2還原活性的鈣鈦礦-MOF復合光催化劑。首次采用簡便的原位合成方法直接在CsPbBr3量子點的表面上生長鋅MOF（ZIF）保護層。CsPbBr3 -ZIF復合材料大幅度地增強水分穩定性，CO2捕獲能力和電荷分離效率。此外，ZIF-67中的催化活性Co中心可以進一步加速電荷分離過程并激活吸附的CO2分子，這增強的氣態CO2還原的催化活性。這項工作將為設計鈣鈦礦/MOF基催化劑提供新的思路。
Kong, Z.-C., Liao, J.-F. et al.Core@Shell CsPbBr3@Zeolitic Imidazolate Framework Nanocomposite forEfficient Photocatalytic CO2 Reduction. ACS EnergyLett., 2656-2662.DOI: 10.1021/acsenergylett.8b01658.https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.8b01658
5. AEM: 雜化鹵化物鈣鈦礦的壓電光催化產氫！
為了減輕半導體納米材料中的光誘導電荷復合，代表了高效光催化的重要努力方向。香港理工大學Yang Chai團隊報道了有機鹵化物鈣鈦礦MAPbI3的壓電和光催化性質的，以在超聲波和可見光照射下實現壓電光催化活性，從而增強MAPbI3的光催化氫產生。MAPbI3的導帶最小值高于氫生成電位（相對于標準氫電極為0.046 V），從而實現有效的氫析出。此外，MAPbI3的非中心對稱晶體結構使其具有壓電特性。因此，MAPbI3容易響應外部機械力，由于光生電荷載體的有效分離，產生用于壓電光催化的內建電場。結果表明，在光和機械刺激時，MAPbI3粉末在氫碘酸（HI）溶液中表現出優異壓電光催化氫生成速率（23.30μmol h-1），遠高于壓電催化（即2.21 μmolh-1）和光催化（即3.42μmol h-1）的析氫速率以及它們的總和（即5.63 μmolh-1）。壓光光催化策略提供了一種控制光誘導電荷載體復合的新方法，通過結合利用壓電催化和光催化有機鹵化物鈣鈦礦，產生高效的壓電光催化作用。
Wang, M., Zuo, Y., Wang, J., Wang,Y., Shen, X., Qiu, B., Cai, L., Zhou, F., Lau, S. P., Chai, Y., RemarkablyEnhanced Hydrogen Generation of Organolead Halide Perovskites viaPiezocatalysis and Photocatalysis. Adv. Energy Mater. 2019, 1901801.DOI: 10.1002/aenm.201901801https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.201901801
