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活化金屬離子摻雜的氧化物作為可見光催化劑需要對光催化劑的幾何結構和電子結構進行調節，這是個非常困難的挑戰。

有鑒于此，兵庫縣立大學Zhenhua Pan等報道固體molten反應方法合成Bi和Rh共摻雜的SrTiO₃顆粒光催化劑。

本文要點

（1）

作者研究發現SrTiO₃:Bi,Rh表現為單晶的核殼顆粒，其中核的部分沒有摻雜，殼具有元素摻雜。合成的SrTiO₃:Bi,Rh顆粒能夠穩定Rh³⁺的能帶結構，從而作為可見光響應的能級，而且不引入陷阱能帶。

（2）

通過精確設計幾何結構以及電子結構，能夠形成高濃度的長壽命自由電子，并且將這些自由電子轉移到助催化劑上進行產氫反應。SrTiO3:Bi,Rh在420 nm具有高達18.9 %的表觀量子產率，是目前Rh摻雜SrTiO₃材料的新紀錄。此外，作者使用Mo摻雜BiVO4與SrTiO3:Bi, Rh構筑固態Z型異質結，在光催化分解水的420 nm表觀量子效率達到7.1 %。這項研究工作解釋了調節幾何結構、電子結構對于光催化劑的重要作用，并且通過固態molten反應達到這種目的。

參考文獻

Zhenhua Pan, Junie Jhon M. Vequizo, Hiroaki Yoshida, Jianuo Li, Xiaoshan zheng, Chiheng Chu, Qian Wang, Mengdie Cai, Song Sun, Kenji Katayama, Akira Yamakata, Kazunari Domen, Simultaneous Structural and Electronic Engineering on Bi- and Rh-co-doped SrTiO₃ for Promoting Photocatalytic Water Splitting, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/ange.202414628

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202414628