制備具有理想電荷轉移特性的鈣鈦礦基異質結構的能力是制備一組具有可調光電性能的鈣鈦礦型材料和器件的重要努力。然而，由于II型和ZSCHEM型異質結的材料選擇和能帶排列相似，獲得具有良好電子轉移途徑的鈣鈦礦型異質結用于光催化仍然具有挑戰性。
在這里，南京大學Yingfang Yao，鄒志剛，天津大學Bin Liu報道了一種有效的鈣鈦礦基異質結構中電荷轉移途徑的有效定制，通過類型II到Z方案的轉換，用于高效和選擇性地光催化二氧化碳還原。
文章要點
1）具體地說，合成了CsPbBr3/TiO2和CsPbBr3/Au/TiO2異質結，并用超快光譜對其進行了研究。此外，以CsPbBr3/TiO2和CsPbBr3/Au/TiO2為例，操作實驗和理論計算證實，通過建立低阻歐姆接觸，第二類異質結構可以很容易地轉變為ZSCHEME異質結構，這表明快速電子轉移路徑在Z-SCHEME結構中是至關重要的，CsPbBr3/Ag/TiO2和CsPbBr3/MoS2異質結構進一步證明了這一點。
2)與純CsPbBr3和CsPbBr3/TiO2光催化還原相比，CsPbBr3/Au/TiO2光催化還原電子消耗速率分別提高了5.4倍和3.0倍。密度泛函理論計算和原位漫反射紅外傅里葉變換光譜表明，較低的*CO脫附能比*HCO加氫脫附能具有更高的CO選擇性。
這一細致的設計為鈣鈦礦型多功能材料的改性提供了啟示，并啟發了具有理想電荷轉移的半導體異質結構在催化和光電應用中的有意識的優化。
參考文獻
Wentao Song, et al, Unraveling the Transformation from Type-II to Z?Scheme in Perovskite-Based Heterostructures for Enhanced Photocatalytic CO2 Reduction, J. Am. Chem. Soc., 2024
DOI: 10.1021/jacs.3c12073
https://doi.org/10.1021/jacs.3c12073
