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人工光化學(xué)合成是具有前景的清潔能源制備技術(shù)，但是通常人工光化學(xué)合成面臨著兩個(gè)局限性：光生載流子轉(zhuǎn)移的速率非常緩慢，光生電子/空穴快速?gòu)?fù)合。而且還難以解決如何在全分解水反應(yīng)中生成化學(xué)計(jì)量比為2:1的H₂和O₂。

有鑒于此，香港中文大學(xué)余濟(jì)美教授、中國(guó)科學(xué)院大連化物所范峰滔研究員、香港大學(xué)郭正曉院士等報(bào)道理性設(shè)計(jì)二維納米片光催化劑Bi₄Ti₃O₁₂，增強(qiáng)光催化全分解水的性能。

本文要點(diǎn)

(1)

通過(guò)空間區(qū)分結(jié)構(gòu)，這種二維Bi₄Ti₃O₁₂光催化劑納米片克服了電荷在單晶納米粒子的不同晶面之間轉(zhuǎn)移的困難。

(2)

這種二維維Bi₄Ti₃O₁₂光催化劑納米片能夠以接近化學(xué)計(jì)量比為2:1的比例生成40.3 μmol h^-1的H₂和20.1 μmol h^-1的O₂，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為氫的能量效率達(dá)到0.1 %。

參考文獻(xiàn)

Jia, G., Sun, F., Zhou, T. et al. Charge redistribution of a spatially differentiated ferroelectric Bi₄Ti₃O₁₂ single crystal for photocatalytic overall water splitting. Nat Commun 15, 4746 (2024).

DOI: 10.1038/s41467-024-49168-2

https://www.nature.com/articles/s41467-024-49168-2