人工光化学合成是具有前景的清洁能源制备技术，但是通常人工光化学合成面临着两个局限性：光生载流子转移的速率非常缓慢，光生电子/空穴快速复合。而且还难以解决如何在全分解水反应中生成化学计量比为2:1的H₂和O₂。

有鉴于此，香港中文大学余济美教授、中国科学院大连化物所范峰滔研究员、香港大学郭正晓院士等报道理性设计二维纳米片光催化剂Bi₄Ti₃O₁₂，增强光催化全分解水的性能。

本文要点

(1)

通过空间区分结构，这种二维Bi₄Ti₃O₁₂光催化剂纳米片克服了电荷在单晶纳米粒子的不同晶面之间转移的困难。

(2)

这种二维维Bi₄Ti₃O₁₂光催化剂纳米片能够以接近化学计量比为2:1的比例生成40.3 μmol h^-1的H₂和20.1 μmol h^-1的O₂，太阳能转化为氢的能量效率达到0.1 %。

参考文献

Jia, G., Sun, F., Zhou, T. et al. Charge redistribution of a spatially differentiated ferroelectric Bi₄Ti₃O₁₂ single crystal for photocatalytic overall water splitting. Nat Commun 15, 4746 (2024).

DOI: 10.1038/s41467-024-49168-2

https://www.nature.com/articles/s41467-024-49168-2