2024年09月17日
星期二
太阳能驱动的光催化是未来实现绿色可持续燃料制备和高附加值化学品生产的有效手段之一。实现高效实用光催化技术的关键是开发高性能的光催化剂。卤化物钙钛矿家族因具有能级适合、吸光效率高、载流子迁移距离长、组分结构和形貌易于调控等优点而成为一类新型的光催化剂材料。自2016年底起，卤化物钙钛矿光催化剂被广泛开发应用于光催化产氢、二氧化碳还原和多种有机合成反应，获得了越来越多的关注。尽管如此，开发高性能卤化物钙钛矿光催化剂仍面临巨大挑战：（1）强离子特性和易水解引起的不稳定性问题和（2）电荷复合引起的光催化活性不理想问题。近几年来，许多课题组致力于开发先进有效的策略来解决卤化物钙钛矿光催化剂的稳定性和催化活性问题，并取得了令人瞩目的成效。
安徽大学物质科学与信息技术研究院能源所陈珊副教授与澳大利亚格里菲斯大学赵惠军院士、中科院固体物理研究所尹华杰研究员等合作，系统总结综述了近年来报道的卤化物钙钛矿光催化剂稳定性和催化活性提高策略（图1）。该综述首先总结了常用的四种稳定性提高策略：（1）组分控制；（2）建立界面动态平衡；（3）选择合适的光催化反应介质；（4）采用封装层技术。此外，重点介绍了提高卤化物钙钛矿光催化剂活性的六种策略：（1）催化剂尺寸优化；（2）异质结构筑；（3）组分控制；（4）掺杂；（5）单原子催化；（6）表面化学调控。最后展望了卤化物钙钛矿光催化剂面临的挑战和机遇：（1）未来发展可同步提升稳定性和活性的通用策略；（2）深入研究和改进已报道的新兴策略，尤其是钙钛矿单原子光催化剂，以实现催化活性大幅提升；（3）借助理论计算和高端原位表征技术深入探索卤化物钙钛矿光催化反应机理；（4）拓宽卤化物钙钛矿光催化剂的催化反应范围，实现燃料和高附加值化学品的绿色生产。
图 卤化物钙钛矿光催化剂稳定性和催化活性提高策略
该综述发表在材料科学顶级期刊《Advanced Materials》上，陈珊副教授为第一作者，安徽大学为第一单位。该工作得到了安徽大学高层次人才启动基金和国家自然科学基金的支持。
新闻链接：https://www.ahu.edu.cn/2022/0813/c15059a290936/page.htm
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