抑制SrTiO₃钙钛矿晶格中氧空位和Ti³⁺等缺陷的形成被认为是提高整体水分解光催化性能的有效途径。

近日，南京航空航天大学Kun Chang报道了采用熔剂处理法，在研磨后合成了一系列La、Al共掺杂的SrTiO₃催化剂。适量的La³⁺和Al³⁺离子掺杂到钙钛矿中，缺陷较少，有利于提高光催化性能。

文章要点

1）研究发现，Al³⁺离子掺杂会在钙钛矿中引入氧空位，导致Ti³⁺离子数量减少。此外，由于Al³⁺的引入，会有更多的Sr²⁺析出到钙钛矿表面。因此，表面工程是通过适当的La³⁺离子掺杂引起晶格畸变，使表面Sr²⁺重新进入钙钛矿晶格，促进Ti³⁺向Ti⁴⁺转化。同时，La³⁺离子掺杂也有利于氧空位的减少。从而揭示了La³⁺掺杂量和光催化性能之间的本质联系。

2）实验结果显示，优化的0.6% La和1% Al共掺杂的SrTiO₃样品负载Rh(0.1 wt%)/Cr₂O₃(0.05 wt%)/CoOOH(0.05 wt%)具有最高的光催化活性和良好的稳定性，气体析出速率分别为1.79 mmol h⁻¹（H₂）和0.91 mmol h⁻¹（O₂）。365 nm辐照下的表观量子效率为78.43%。

参考文献

Yalei Qin, et al, La,Al-Codoped SrTiO₃ as a Photocatalyst in Overall Water Splitting: Significant Surface Engineering Effects on Defect Engineering, ACS Catal. 2021

DOI: 10.1021/acscatal.1c02874

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c02874