光催化全水分解是一種利用太陽能可持續提供氫氣的有前途的方法。為了充分利用太陽能,該反應應基于可見光活性半導體進行,這非常具有挑戰性。
在這項工作中,同濟大學Xiaoxiang Xu,中科院沈陽金屬所 Gang Liu采用F加速氮化策略來改性寬帶隙半導體Sr2TiO4,以實現可見光驅動的光催化全水分解。
文章要點
1)與傳統的氮化方法相比,F加速氮化引入了高濃度N摻雜劑以實現強可見光吸收和低濃度缺陷(即Ti3+和氧空位)以實現光載流子的有效分離。
2)在涂有Tioxyhydroxide保護層并沉積RhCrOy助催化劑后,F加速氮化產物可以穩定地進行光催化全水分解,在420±20nm處的表觀量子效率為0.39%,太陽能到氫的效率為0.028%。
這些發現證明了F加速氮化策略的有效性,并為提高許多其他寬帶隙半導體的光催化活性提供了指導。
參考文獻
Yu, J., Huang, J., Li, R. et al. Fluorine-expedited nitridation of layered perovskite Sr2TiO4 for visible-light-driven photocatalytic overall water splitting. Nat Commun 16, 361 (2025).
DOI:10.1038/s41467-024-55748-z
https://doi.org/10.1038/s41467-024-55748-z