体电荷的运动非常缓慢，而且缺乏催化活性位点，严重影响CO₂光还原反应。如何加快电荷的动力学，同时形成还原位点/氧化位点是一个巨大挑战。有鉴于此，中国地质大学黄洪伟等报道了一种在层状的极性Bi₄O₅Br₂上进行氯（Cl）离子替代策略，因此实现层状结构依赖的极化效应，而且形成了氧化还原双位点活化的能力。

本文要点

（1）

体相的Cl离子导致卤素层间距离减小8 ‰，引发了不对称的[Bi₄O₅]²⁺层位移极化，将光电荷的平均寿命延长到201.8 ps。表面取代Cl离子增强了相邻Bi原子的供电子能力，激活本征Bi还原位点，增加H₂O分子在附近本征O氧化位点上的吸附（增加了0.105 eV），而且能够作为外源氧化位点。

（2）

此外，Cl使p带中心升高到更接近费米能级，促进了反应物的吸附。因此，CO₂活化和限速*COOH中间体形成步骤的能量屏障显著降低。在没有助催化剂和牺牲试剂的情况下，由内而外Cl取代的Bi₄O₅Br₂可提供50.18µmol g⁻¹ h⁻¹的显著CO₂到CO光还原速率，是最优异的催化剂之一。这项研究为分子水平利用极化效应提供见解，加深了对催化位点活化的理解。

参考文献

Yutang Yu, Zijian Zhu, Fang Chen, Tianyi Ma, Hongwei Huang, Triggering Asymmetric Layer Displacement Polarization and Redox Dual-Sites Activation by Inside-Out Anion Substitution for Efficient CO₂ Photoreduction, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202413835

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202413835