过渡金属氧化物的氧空位(Vo)在决定其化学/物理性质方面起着至关重要的作用。直接探测氧空位(Vos)变化过程对发挥其在相关领域的全部潜力具有重要意义。近日,中科院兰州化学物理研究所Yingpu Bi与北京航空航天大学Weichang Hao团队合作,通过一种新的X射线同步辐射光电子能谱(SI‐XPS)技术,发现表面Vos (surf‐Vos)对吸附的水分子具有很强的选择性,并可从水分子中捕获一个氧原子,从而实现表面晶格氧的各向异性自愈。在这个自愈过程之后,由于低配位的Ti位点富含电子,次表面幸存的Vos (sub‐Vos)促进了从Ti到O原子的电荷激发。然而,过量的sub‐Vos会阻碍电荷的分离和到TiO2的表面转移。这些发现为探索金属氧化物及更广泛的晶体材料中Vos的动态变化及其对催化性能的影响开辟了新的途径。
Yajun Zhang, Weichang Hao, Yingpu Bi *, et al. Direct Observation of Oxygen Vacancy Self‐Healing on TiO2 Photocatalysts for Solar Water Splitting. Angew. Chem. Int. Ed., 2019
DOI: 10.1002/anie.201907954