结构单元的发现为开发、调控固体材料的性质提供广泛机会，萤石结构Bi₂O₃材料含有多种性质，比如无铅铁电、光催化性质。有鉴于此，京都大学Hiroshi Kageyama、Ryu Abe等报道了在Bi₂MO₄Cl中调控其中的三层结构Bi₂MO₄ (M=Bi, La, Y)，实现了对导带结构的调控，当催化剂的结构中M变化的过程中，Bi₂MO₄中部分Bi-O键切断的过程中产生截断，从而形成一系列n-zigzag链结构（M=Bi, La, Y时，分别有n=1, 2, ∞）。形成的这种zigzag链状导致导带底的位置能够调控（-0.36~-0.94 V vs SHE），这对应于Bi位点的对称性缺失。

本文要点：

（1）

在1073 K中通过CuCl熔盐法（熔点918 K）合成目标Bi₂MO₄Cl (M=Y, La, Bi)化合物。

Bi₂YO₄Cl材料的光电导率比活性最高的Bi₂O₃基材料更高，而且能够产生可见光水分解活性。本研究结果展示了通过调控基于萤石结构的催化剂，通过增厚（由2D调节为3D结构）、或者将2D调节为1D，能够得到较好的光催化活性，以及实现其他相关功能性应用。

（2）

通过DFT计算发现Bi 6p_z-O 2p_x,y相互作用是引起导带底位置调控的原因，因为导带底对Bi位点的局部对称性非常敏感。同时这种调控在块体Bi₂O₃材料中难以实现。

参考文献

Akinobu Nakada, Daichi Kato, Ryky Nelson, Hikaru Takahira, Masayoshi Yabuuchi, Masanobu Higashi, Hajime Suzuki, Maria Kirsanova, Naoji Kakudou, Cédric Tassel, Takafumi Yamamoto, Craig M. Brown, Richard Dronskowski, Akinori Saeki, Artem Abakumov, Hiroshi Kageyama*, and Ryu Abe*, Conduction Band Control of Oxyhalides with a Triple-Fluorite Layer for Visible Light Photocatalysis, J. Am. Chem. Soc. 2021

DOI: 10.1021/jacs.0c10288

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c10288