通过Al或Mg对钙钛矿材料的等价掺杂以及沉积适当的助催化剂如Rh/CrOx进行表面改性使得SrTiO3（STO）基光催化剂用于光催化水分解为H2和O2的性能得到显著改善。
近日，荷兰特文特大学Bastian Mei，Guido Mul报道了通过在SrTiO3基半导体上光沉积掺杂等价Mg(II)的CrOx，并用Ni/NiOx型纳米粒子（比常用的Rh催化剂更具经济性)功能化，成功将整体水分解表观量子产率（AQYs）从10%提高到26%。更重要的是，CrOx膜的沉积还显著提高了Ni/NiO纳米颗粒在制氢过程中的稳定性，即使在间歇性的光照循环中也能持续运行。
文章要点
1）研究人员用电感耦合等离子体质谱/发射光谱对光催化过程中或光催化后的水成分进行了原位元素分析，结果表明，沉积CrOx膜后，Ni/NiOx-Mg:SrTiO3中Ni离子的溶解受到明显抑制，与Mg掺杂和CrOx同时存在时所观察到的稳定作用一致。
2）电子显微镜、能量色散X射线能谱（EDX）和电子能量损失谱（EELS）分析表明，在制备过程中，CrOx光沉积在几个（但不是全部）Ni/NiOx粒子附近。这意味着形成了具有高效的水还原作用的Ni−Cr混合金属氧化物。
3）从Ni/NiOx粒子和Mg：SrTiO3半导体之间接触角的差异可以明显看出界面接触的不均匀性，可能影响光沉积合成过程中Cr(VI)物种还原的可能性，从而解释了观察到的CrOx空间分布的不均匀性。此外，与未掺杂的SrTiO3相比，Mg掺杂对于提供良好的界面接触和确立CrOx的有利效应必不可少。
这项研究表明，如果半导体和高效催化纳米颗粒之间的界面接触的不均匀性能够通过(表面)掺杂和改进的合成方案来解决，那么半导体的性能将会显著提高。
参考文献
Kai Han, et al, CrOx‑Mediated Performance Enhancement of Ni/NiO-Mg:SrTiO3 in Photocatalytic Water Splitting, ACS Catal. 2021
DOI: 10.1021/acscatal.1c03104
https://doi.org/10.1021/acscatal.1c03104
