半导体纳米粒子的光电催化是一种具有前景的将间歇性可再生能源转化为化学能的技术，但是因为缺乏高分辨的原位表征技术，人们对于控制半导体纳米粒子的微观机理和过程并不十分了解。

有鉴于此，特文特大学Frieder Mugele等研究在光照射时的BiVO₄纳米粒子表面的电势分布情况，特别关注于相邻晶面的光生电势的区别，发现纳米粒子的表面光生电势与电解液pH之间具有密切联系。

主要内容

（1）

{010}晶面与相邻的{110}晶面达到等电点的pH数值差达到1.5 pH。在光照条件下，不同的晶面能够累积正电荷，并且最大的表面光响应达到+55 mV，这比文献报道处于空气气氛下BiVO₄的表面光电压差别更大。

（2）

通过光电压的高分辨率成像表征技术发现BiVO₄大量的表面缺陷，表面缺陷的种类包括单个晶胞台阶、畸变以及不同取向的微晶面等。这些缺陷通常具有限域的负电荷，并且呈现与相邻晶面相反的光响应信号。在光催化纳米粒子建模和性能优化的时候，研究人员需要对表面缺陷的分布规律进行更深入的理解和认识。

参考文献

Shaoqiang Su, Igor Siretanu, Dirk van den Ende, Bastian Mei, Guido Mul, and Frieder Mugele*, Nanometer-Resolved Operando Photo-Response of Faceted BiVO₄ Semiconductor Nanoparticles, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.3c12666

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c12666