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半導體納米粒子的光電催化是一種具有前景的將間歇性可再生能源轉化為化學能的技術，但是因為缺乏高分辨的原位表征技術，人們對于控制半導體納米粒子的微觀機理和過程并不十分了解。

有鑒于此，特文特大學Frieder Mugele等研究在光照射時的BiVO₄納米粒子表面的電勢分布情況，特別關注于相鄰晶面的光生電勢的區別，發現納米粒子的表面光生電勢與電解液pH之間具有密切聯系。

主要內容

（1）

{010}晶面與相鄰的{110}晶面達到等電點的pH數值差達到1.5 pH。在光照條件下，不同的晶面能夠累積正電荷，并且最大的表面光響應達到+55 mV，這比文獻報道處于空氣氣氛下BiVO₄的表面光電壓差別更大。

（2）

通過光電壓的高分辨率成像表征技術發現BiVO₄大量的表面缺陷，表面缺陷的種類包括單個晶胞臺階、畸變以及不同取向的微晶面等。這些缺陷通常具有限域的負電荷，并且呈現與相鄰晶面相反的光響應信號。在光催化納米粒子建模和性能優化的時候，研究人員需要對表面缺陷的分布規律進行更深入的理解和認識。

參考文獻

Shaoqiang Su, Igor Siretanu, Dirk van den Ende, Bastian Mei, Guido Mul, and Frieder Mugele*, Nanometer-Resolved Operando Photo-Response of Faceted BiVO₄ Semiconductor Nanoparticles, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.3c12666

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c12666