鲁统部&张敏Nano Res.：醋酸盐辅助高效阳离子交换卤化物钙钛矿纳米晶助力光催化CO2还原

通过阳离子交换将活性金属离子合理地注入到半导体纳米晶（NC）表面，可以缩短光生载体的转移路径，同时增加活性中心，是提高催化剂光催化CO₂还原活性的简便易行的策略之一。然而，由于[PbX₆]⁴⁻具有稳定的八面体结构，且卤素与铅的相互作用很强，因此很难实现卤化物钙钛矿NCs的阳离子交换。

近日，天津理工大学鲁统部教授，张敏教授报道了提出了一种解决这一难题的简便策略，用醋酸盐（Ac⁻）取代部分Br⁻，生成CsPbBr₃ NC（CsPbBr_3−xAc_x）。

文章要点

1）少量的Ac⁻取代部分Br⁻不会改变卤化物钙钛矿的晶体结构。此外，由于醋酸盐和铅之间的相互作用弱于溴化物，CsPbBr_3−xAc_x中相应的含醋酸盐的八面体结构很容易被打开，从而实现与Ni²⁺的有效阳离子交换。

2）实验结果显示，具有高Ni²⁺活性中心负载量的CsPbBr_3−xAc_x在可见光照射下具有更佳的光催化CO₂还原性能，CO产率得到显著提高，达到44.0 9 mol g⁻¹ h⁻¹，分别比传统的纯CsPbBr₃和Ni掺杂的CsPbBr₃ NC提高了8倍和3倍以上。

本工作为实现低成本卤化物钙钛矿NCs的高效金属掺杂，提高其光催化活性，促进其在光催化领域的实际应用提供了关键的解决方案。

参考文献

Jialin Cheng, et al, Acetate-assistant  efficient  cation-exchange  of  halide  perovskite, nanocrystals to boost the photocatalytic CO₂ reduction, Nano Res., 2021

DOI: 10.1007/s12274-021-3775-3

https://doi.org/10.1007/s12274-021-3775-3