西安交大科研人员在卤基钙钛矿光催化领域取得进展

日期： 2024-11-07

浏览次数: 107

来源：西安交通大学

金属卤基钙钛矿（MHPs）作为典型的半导体材料，因其独特、优越的光电性能，在光伏、光电探测器等领域受到广泛关注。此外，由于其具有高摩尔消光系数、缺陷容限、带隙可调等特性，MHPs作为太阳能化学转化的光催化剂引起了研究者的极大兴趣。然而，MHPs光催化效率较低，这归因于载流子分离效率低、活性位点有限等。与传统的半导体光催化剂类似，通常采用维度调控、异质结构筑、助催化剂负载、元素掺杂等策略修饰MHPs，以实现高效的光催化性能。其中，金属掺杂因其可以微调电子结构，同时可保持材料的固有晶体结构显示了巨大的潜力。尽管金属掺杂卤基钙钛矿提高光催化性能已取得进展，但掺杂位点本身对光催化性能的贡献、掺杂位置与光催化活性之间的内在相关性以及光催化活性背后的反应机制尚未得到解决。

针对该问题，西安交通大学化学学院科研人员提出了非活性碱金属掺杂策略，以光催化产氢为模型反应，通过反溶剂沉淀法向CsPbBr3晶体结构中引入非催化活性的碱金属离子，揭示掺杂位点与光催化性能之间的关系。研究发现，通过提高掺杂浓度，可将碱金属掺杂位置由A位转变为相邻两Cs原子之间的间隙位。同时，掺杂最优浓度时，光催化产氢性能可提升约11倍，此时碱金属位于A位掺杂与间隙位掺杂的临界点。光反应过程中晶体结构表征证明了光催化性能的提升来源于掺杂位点—A位本身。机理研究表明间隙位掺杂会引起严重的晶格畸变，形成大量缺陷，导致光催化活性降低；而A位掺杂会促使晶格应变弛豫，促进载流子动力学，从而提升光催化活性。该项研究不仅解决了掺杂位点本身对光催化性能的贡献、掺杂位置与光催化活性之间的内在相关性以及光催化活性背后的反应机制，同时为设计高效的光催化剂提供了新思路。

上述研究成果以“A位掺杂诱导卤基钙钛矿晶格应变弛豫促进载流子动力学在光催化产氢中的应用”（Promoting Charge-Carriers Dynamics by Relaxed Lattice Strain in A-site-doped Halide Perovskite for Photocatalytic H2Evolution）为题发表在国际化学领域权威期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上，西安交通大学化学学院为第一通讯单位。该论文第一作者是郭庆助理教授，硕士生张金丹是本文共同一作，通讯作者为西安交通大学郭庆助理教授、段新华教授和中国科学院理化技术研究所吴骊珠院士。该工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金及中央高校科研业务费资助，论文的表征和测试得到了西安交通大学分析测试中心以及工程师刘佳梅的支持。

论文链接地址：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202419082

上一篇：协会走访副会长单位和理事单位进行调研座谈下一篇：样板支部、双带头人支部书记工作室‖重点实验室在稀土单离子磁体领域取得新进展

Hot News / 相关推荐

沉痛悼念蔡乐敏同志

2025 - 09 - 12

点击次数: 45

2025年9月11日上午，江苏省稀土行业协会副秘书长、办公室主任蔡乐敏同志遗体告别仪式于苏州殡仪馆海棠厅举行。江苏省稀土行业协会、上海市稀土协会及相关企业代表、生前好友等出席仪式。全国各省市稀土行业协会敬献花篮，寄托对蔡乐敏同志的深切哀悼，共同缅怀这位在行业内备受尊敬的同仁。蔡乐敏同志的一生，是为稀土事业奋斗不息的一生。自江阴加华的基层岗位至江苏省稀土行业协会副秘书长、办公室主任之职...

沉痛悼念蔡乐敏同志

2025 - 09 - 12

点击次数: 45

美国HyProMag将磁体回收能力提高两倍

2025 - 09 - 12

点击次数: 44

来源：中国稀土网美国磁体回收商HyProMag计划向内华达州和南卡罗来纳州扩张，将磁体回收能力提高两倍。该公司的投资者Mkango公司宣布，HyProMag正在得克萨斯州达拉斯-沃斯堡(DFW)建设其稀土磁体回收和制造工厂，同时也在研究在南卡罗来纳州威利斯顿和内华达州里诺建设新工厂的机会。达拉斯-沃斯堡中心在40年的运行寿命内，每年可回收750吨烧结钕铁硼磁体和807吨钕铁硼副产品。商业运营计划于...

手性稀土纳米材料：合成、光学特性和潜在应用

2025 - 09 - 12

点击次数: 43

来源：X-MOL手性稀土纳米材料通过手性结构或配体赋予光学活性，由于圆偏振发光、卓越的光稳定性和可调光学等独特性能，在光电显示、生物传感、信息加密和催化方面具有广阔的应用潜力。本文系统地总结了最新进展，重点介绍了合成策略、独特的光学特性以及各领域应用的实验论证。最后，讨论了未来发展的前景和挑战。这些研究促进了对圆偏振发光的理解，并能够灵活设计和制造具有工程功能的手性稀土纳米材料，解决光电显示器和生...