（氧）氮化物基纳米光催化剂被广泛研究用于太阳能-化学转化，不仅允许宽光谱利用以实现高理论能量转换效率，而且还表现出合适的导带和价带位置，用于水的还原和氧化。在过去的几十年中，已经发表了一些关于设计和合成新的可见光响应半导体在太阳能到化学转化中的各种应用的研究进展的评论。然而，关于它们的本体和复合（表面/界面）纳米结构对基本过程以及太阳能分解水析氢性能的影响仍然有限。

有鉴于此，中国科学院大连化学物理研究所章福祥研究员等人，综述了(氧)氮化物的纳米结构工程与调控在可见光驱动水分解中的应用研究进展。

本文要点

1）简要介绍了纳米结构光催化性能之间的关系。涉及太阳能水分解的三个主要过程，可以阐明与光催化剂纳米结构特性的相关性，例如表面/界面、尺寸、形态和体结构。随后，详细总结了用于调节本体和复合结构以提高基本过程（尤其是电荷分离）效率的方法和策略的发展。 最后，讨论了基于（氧）氮化物的光催化剂在可控合成、一维/二维形貌调控、暴露面调控、异质结构形成、理论模拟、时空分辨光谱等方面的发展前景。

2）综述了目前报道的（氧）氮化物基光催化剂结构的调节策略。首先，通过控制光催化剂本身的结构，系统地改变（氧）氮化物的尺寸、形貌和缺陷密度以提高电荷分离效率。其次，采用异质结构和复合材料的形成等策略来调节(氧)氮化物的界面结构，促进界面电荷分离。所有这些策略都可以集成到一个系统中，进行高效的OWS反应，实现太阳能的高效利用。

3）还应在以下方面作出进一步努力：1)应重点研究(氧)氮化物的电子/晶体/表面结构的可控合成，而具有一维和二维形貌的(氧)氮化物的合成仍然是一个需要克服的挑战。2）随着互联网技术的进步，大数据建设可以指导未来（氧）氮化物的调制。3）具有特定类型暴露面的（氧）氮化物有利于驱动有效的空间电荷分离，并且应研究晶面对表面反应的影响。4）（氧）氮化物基异质结构仍然是未来研究的热点，并且仍需要克服其他挑战，例如在原子水平上形成紧密界面、构建高效的内置电场以及探索新的合成方法。5) 理论模拟、时空分辨光谱和原位表征方法应广泛应用于（氧）氮化物基半导体领域，以研究结构相关特性并指导他们进行结构调制的合成。

参考文献：

Beibei Dong et al. Nanostructure Engineering and Modulation of (Oxy)Nitrides for Application in Visible-Light-Driven Water Splitting. Advanced Materials, 2021.

DOI: 10.1002/adma.202004697

https://doi.org/10.1002/adma.202004697