有机卤化物钙钛矿是一种高性能的光电半导体元件，具有优异的光学和电荷传输特性，有利于光催化。然而，其对水分敏感的特性很大程度上阻碍了将其用于水分解的应用。
近日，同济大学费泓涵教授报道了一种半导体型碘化有机油层状晶体材料([Pb8I8(H2O)3]8+[-O2C(CH2)4CO2-]4)（TJU-16），其带隙为2.74 eV，在宽pH值范围和水沸腾条件下都具有很高的稳定性。
文章要点
1）实验研究和密度泛函理论（DFT）计算结果显示，TJU-16的耐湿性来自强大的Pb-羧酸盐配位键。更重要的是，光载流子迁移率和寿命测量结果表明，坚固的碘代铅酸盐具有与有机-无机钙钛矿相当的0.4〜1.4 μm的长电子-空穴扩散长度。
2）TJU-16不仅具有导带（CB）和跨越水分解氧化还原电位的价带（VB），而且还具有优良的载流子扩散特性和中等狭窄的带隙（约2.74 eV）。在AM1.5 G模拟光照条件下，这些优良特性的结合可以在不使用任何牺牲试剂或助催化剂的情况下实现光催化水分解。当TJU-16与0.22 wt.‰Rh助催化剂结合使用时，一步激发太阳能水分解的可持续活性提高了2.4倍。
研究发现将卤化有机铅材料的出色光电性能从光伏技术扩展到光催化水分解。
Song, X., Wei, G., Sun, J. et al. Overall photocatalytic water splitting by an organolead iodide crystalline material. Nat Catal (2020).
DOI：10.1038/s41929-020-00543-4
https://doi.org/10.1038/s41929-020-00543-4
