近年来，卤化钙钛矿材料引起了广泛的研究，其中包括其在光(电)化学催化领域的蓬勃发展。卤化物钙钛矿材料是基于丰富和低成本的元素，具有丰富的结构组成和多种分子和形态维度。由于可以通过分子和组分工程来调节电子性质，它们比其他光(电)催化材料具有多方面的优势。因此，钙钛矿光(电)催化剂在过去4-5年的快速发展为光(电)化学应用开辟了新的机会，从光催化有机反应(例如，化学转化、光聚合和降解)到太阳能-化学燃料转化(例如，水分解和二氧化碳还原)。

有鉴于此，温州大学王舜教授、陈亦皇教授等人，综述了卤化钙钛矿光(电)催化材料的最新应用，重点介绍了它们的晶体和形态维度、合成方法、异质结结构和基本的结构-活性关系。此外，还对合理设计卤化物钙钛矿材料以提高其整体催化性能和稳定性所面临的挑战和未来的研究方向进行了展望。

本文要点

1）卤化钙钛矿材料具有优异的光电特性、易加工、成本低、结构、尺寸和形貌可调等优点，在光电化学领域具有广泛的应用前景。首先，重点介绍了卤化物钙钛矿及其异质结的结构、尺寸和合成策略，这指导了具有可调节的光学和光（电）催化性能的钙钛矿材料的生产。已经阐明了基于具有不同尺寸的卤化钙钛矿材料的新兴光（电）催化应用的开发，包括光催化有机反应（化学转化，光聚合和去除有机污染物），光催化CO₂转化，光催化析氢和光电化学反应。

2）尽管在用于光催化和光电化学应用的卤化钙钛矿基光（电）催化剂方面已经取得了令人鼓舞的进步，但在该领域中仍存在一些重大的挑战，包括：i）从长期使用的角度来看，卤化物钙钛矿基光（电）催化剂的首要挑战是由于卤化钙钛矿材料的离子性质，因此在水分、热和紫外线照射下不稳定，这是光（电）催化和光催化实际应用中的最大瓶颈。ii）从环境角度看，铅的毒性是第二个主要挑战，因为即使低剂量的铅也可能导致严重的环境和健康问题。迄今为止，最流行的光催化剂主要是基于卤化铅钙钛矿。它的毒性无疑会妨碍其商业应用和卤化钙钛矿型光（电）催化剂的规模化制备。iii）此外，值得注意的是，光（电）催化CO₂还原的最期望产物是化学原料和燃料（例如，不饱和烃或醇）。然而，基于钙钛矿材料的CO₂还原的选择性通常趋向于CO的释放。增值多碳分子的有效产生仍然是一个挑战。iv）当卤化钙钛矿材料用于光（电）化学应用中时，它们的光（电）催化性能对于未来的实际应用而言是不能令人满意的。钙钛矿材料的光吸收，电荷产生，分离和转移的能力很难平衡，因此很难达到有效氧化还原反应和实现高光（电）催化转化的全部潜力。

参考文献：

Shuang Pan et al. Halide Perovskite Materials for Photo(Electro)Chemical Applications: Dimensionality, Heterojunction, and Performance. Advanced Energy Materials, 2021.

DOI: 10.1002/aenm.202004002

https://doi.org/10.1002/aenm.202004002