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單晶半導體基光催化劑具有獨特的晶面結構，在能源和環境技術中顯示出良好的應用前景；然而，通過固相合成實現光催化整體分解水的晶面工程仍然具有挑戰性。

在這里，華東理工大學Peng Fei Liu，Sheng Dai，Hua Gui Yang開發了一種新的晶面工程策略，通過固態再結晶來合成暴露出定制的{111}晶面的均勻的SrTiO₃單晶。

文章要點

1）預合成的低晶鈦酸鍶前驅體能夠在固態再結晶過程中通過動力學改進的晶體結構轉變形成定義良好的單晶。通過使用微妙的Al³⁺離子作為表面形態調節劑，晶體的表面取向可以精確地調節到控制百分比的{111}面上。

2）光催化分解水的總活性隨著{111}晶面曝光量的增加而增加。由于具有良好的結晶性和良好的各向異性表面結構，當化學計量比為2：1時，具有36.6%{111}晶面的鈦酸鍶單晶的光催化析氫速率達到1.55 mmol.h^?1，是熱力學穩定的具有各向同性的{100}晶面的鈦酸鍶的3倍。

參考文獻

Yang Zhang, et al, Crystal Facet Engineering on SrTiO3 Enhances Photocatalytic Overall Water Splitting, J. Am. Chem. Soc., 2024

DOI: 10.1021/jacs.3c12062

https://doi.org/10.1021/jacs.3c12062