钙钛矿型氧化物中的大多数光生电荷没有被有效利用，而促进电荷利用对于其光催化应用至关重要。先前的研究表明，高缺陷浓度、结构畸变和差的带边位置等是活性差的根本原因，这些不利因素阻碍了电荷的迁移和水分解反应。以LaTaON₂为例，Ta⁴⁺缺陷浓度高，Ta(O，N)₆八面体网络畸变严重以及价带顶高（pH=6.4时VBM~1.1V vs. NHE）是其光催化水氧化反应性能较差的原因，而水氧化反应是整个水分解的限速步骤。如何对LaTaON₂的这些固有性质进行改性以提高其对水氧化的光催化活性仍然是一个挑战。

有鉴于此，同济大学徐晓翔教授报道了在LaTaON₂和SrZrO₃之间形成了固溶体，即 (LaTaON₂)_1-x(SrZrO₃)_x（0≤x≤1），并成功地对LaTaON₂的结构畸变、带隙、表面Ta⁴⁺缺陷浓度、亲水性和带边位置等重要参数进行了修饰。

文章要点

1）通过控制SrZrO₃的固溶体水平，LaTaON₂的带隙变得可调。SrZrO₃的引入大大改善了LaTaON₂的结构畸变、缺陷(如Ta4+物种)浓度和表面亲水性。这些修饰大大提高了固溶体制氧的光催化活性，在可见光照射下，固溶体的光催化性能明显优于原始的LaTaON₂。

2）(LaTaON₂)_0.6(SrZrO₃)_0.4（x=0.4）在420±20 nm处获得了高达0.87%的表观量子效率。进一步的分析表明，SrZrO₃的引入使LaTaON₂的带边位置重新排列，从而更适合于水的裂解反应。

Ran Wang, et al, LaTaON₂-SrZrO₃ solid solutions with tunable band gap for photocatalytic water oxidation under visible light illumination, Journal of Catalysis(2020)

DOI: 10.1016/j.jcat.2020.07.011

https://doi.org/10.1016/j.jcat.2020.07.011