光催化水氧化是水分解的关键步骤，但通常受到缓慢动力学的限制。因此，有必要开发高性能的水氧化光催化剂。

有鉴于此，中国科学技术大学谢毅院士和肖翀教授等人，为了提高光催化水氧化效率，合成了具有氧空位 (OVs) 的 Fe 掺杂 Bi₂WO₆ 纳米片，显示了 Fe 掺杂剂和 OVs 之间的协同作用。

本文要点

1）通过使用常见的水热方法，成功合成了具有不同 Fe 掺杂浓度的二维 Bi₂WO₆ 纳米片，以增强可见光驱动的光催化水氧化性能。

2）当在Bi₂WO₆纳米片中掺杂摩尔分数为2%的Fe时，环境条件下可见光驱动的光催化析氧速率提高到131.3 μmol·h^-1·g_cat^-1，是纯 Bi₂WO₆ 纳米片的3倍以上。

3）适当的Fe掺杂浓度可以促进OVs的形成，同时可以调节催化剂的能带结构，特别是价带最大值(VBM)的位置，使催化剂有效吸收可见光，增强光生空穴的氧化能力。随着局部电子分布的改善，OVs与相邻金属原子之间出现了快速电荷转移通道，加速了电荷载流子转移，促进了光激发电子和空穴的分离。

总之，该工作为设计可利用可见光的高效二维半导体水氧化光催化剂提供了可行的方法。

参考文献：

Cheng, M., Yang, L., Li, H. et al. Constructing charge transfer channel between dopants and oxygen vacancies for enhanced visible-light-driven water oxidation. Nano Res. (2021).

DOI: 10.1007/s12274-021-3605-7

https://doi.org/10.1007/s12274-021-3605-7