基于金属卤化物钙钛矿（MHP）的异质结的合理设计是创造新型光催化剂以进行相关太阳能驱动反应的有效途径。

有鉴于此，意大利帕维亚大学Lorenzo Malavasi和CNR-SCITEC的Francesco Ambrosio等人，对一种无铅Cs₃Bi₂Br₉钙钛矿衍生物与g-C₃N₄之间的协同耦合进行了实验和计算研究。

本文要点

1）原始Cs₃Bi₂Br₉已经在二甲基甲酰胺中通过卤化物前体合成。Cs₃Bi₂Br₉材料为单相，并沿(00l)晶体方向有轻微的择优取向。晶格参数a = b = 8.0526(5) Å， c = 9.8460(5) Å。采用浸出法测定发现Cs₃Bi₂Br₉具有良好的水稳定性。

2）与纯 g-C₃N₄相比，Cs₃Bi₂Br₉/ g-C₃N₄系统的光催化析氢性能提升了一个数量级。2.5 wt% Cs3Bi2Br9/g- c3n4复合材料的光生H2量由纯g-C₃N₄的81µmol g⁻¹ h⁻¹增加到≈1050µmol g⁻¹ h⁻¹。在以亚甲基蓝为模型分子的有机污染物的降解中也实现了有效的催化活性。

3）先进的计算模型进一步增加了复合材料中有利于有效电荷分离的微观机制的合理性，并为理解光学研究输出和HER随钙钛矿量的变化趋势提供了线索。

总之，该工作为 MHP 在光催化中的可能应用提供了进一步的证据。

参考文献：

Lidia Romani et al. Experimental Strategy and Mechanistic View to Boost the Photocatalytic Activity of Cs₃Bi₂Br₉ Lead-Free Perovskite Derivative by g-C₃N₄ Composite Engineering. Advanced Functional Materials, 2021.

DOI: 10.1002/adfm.202104428

https://doi.org/10.1002/adfm.202104428