全无机无铅铋（Bi）卤素钙钛矿量子点（PQDs）具有独特的结构和光电性质，为CO₂选择性光还原提供了广阔的空间。然而，目前，还没有关于在太阳光驱动下的Bi基PQD上高选择性地将CO₂转化为CO的研究，表面卤素相关活性位点促进的确切反应路径/机理也还不清楚。

近日，电子科技大学董帆教授报道了一系列无毒稳定的Cs₃Bi₂X₉（X=Cl，Br，I）PQDs，用于气固界面CO₂选择性光催化还原为CO。

文章要点

1）结果显示，在所有已报道的纯相PQD中，合成的Cs₃Bi₂Br₉ PQD的CO₂-to-CO转化效率最高，在AM 1.5g模拟太阳光照射下，CO产率为134.76 µmol g^-1，选择性为98.7%。

2）基于原位DRIFTS研究，研究人员动态监测了表面卤素相关的活性位点和反应中间体，并对其进行了精确的解构。结合密度泛函理论（DFT）计算表明，表面Br位点有利于优化表面键合中间体的配位方式，降低了由‧CO₂^-生成COOH^-中间体的限速步骤反应能。

这项工作对太阳能燃料生产中涉及卤素的催化反应机理进行了深入的研究。

Jianping Sheng, et al, Identification of Halogen-Associated Active Sites on Bismuth-Based Perovskite  Quantum  Dots  for  Efficient  and  Selective  CO₂-to-CO Photoreduction, ACS Nano, 2020

DOI: 10.1021/acsnano.0c04659

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c04659