體電荷的運動非常緩慢，而且缺乏催化活性位點，嚴重影響CO2光還原反應。如何加快電荷的動力學，同時形成還原位點/氧化位點是一個巨大挑戰。有鑒于此，中國地質大學黃洪偉等報道了一種在層狀的極性Bi4O5Br2上進行氯（Cl）離子替代策略，因此實現層狀結構依賴的極化效應，而且形成了氧化還原雙位點活化的能力。
體相的Cl離子導致鹵素層間距離減小8 ‰，引發了不對稱的[Bi4O5]2+層位移極化，將光電荷的平均壽命延長到201.8 ps。表面取代Cl離子增強了相鄰Bi原子的供電子能力，激活本征Bi還原位點，增加H2O分子在附近本征O氧化位點上的吸附（增加了0.105 eV），而且能夠作為外源氧化位點。
（2）
此外，Cl使p帶中心升高到更接近費米能級，促進了反應物的吸附。因此，CO2活化和限速*COOH中間體形成步驟的能量屏障顯著降低。在沒有助催化劑和犧牲試劑的情況下，由內而外Cl取代的Bi4O5Br2可提供50.18μmol g?1 h?1的顯著CO2到CO光還原速率，是最優異的催化劑之一。這項研究為分子水平利用極化效應提供見解，加深了對催化位點活化的理解。
參考文獻
Yutang Yu, Zijian Zhu, Fang Chen, Tianyi Ma, Hongwei Huang, Triggering Asymmetric Layer Displacement Polarization and Redox Dual-Sites Activation by Inside-Out Anion Substitution for Efficient CO2 Photoreduction, Adv. Mater. 2024
DOI: 10.1002/adma.202413835
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202413835
