光催化CO₂还原（PCR）能够将太阳能转化为化学品、燃料和原料，但光催化剂在引导光电子转化和活化CO₂方面存在不足，特别是在纯水中。

近日，华中师范大学张礼知教授，Jie Li报道了开发了一种在二维面上具有范德华间隙（VDWGs）的亚3纳米厚BiOCl纳米片，用于高效光催化纯水CO₂转化为CO。

文章要点

1）研究人员通过一种类似于合成气合成反应路线的气相剥离，使得VDWG在整个纳米片上的暴露高达99%。

2）超高VDWG覆盖率的BiOCl纳米片具有两个方面的关键性能优势，即超低的激子结合能，使激子结合能从137 meV降低到36 meV，从而使体电荷分离效率提高了50倍。而用于催化的VDWG-Bi-V_O^••Bi活性位点通过CO₂活化，*COOH裂解和*CO解吸的同步优化，促进了CO₂到CO的转化。

3）得益于VDWGs的这些优点，超薄BiOCl纳米片实现了188.2 μmol g^-1 h^-1的纯水PCR速率，可媲美许多辅助催化剂-、清除剂-和有机参与的PCR性能。

这些结果表明，提高VDWG暴露是设计高性能太阳能燃料制取系统的一种有效方法。

参考文献

Shi, Y., Li, J., Mao, C. et al. Van Der Waals gap-rich BiOCl atomic layers realizing efficient, pure-water CO₂-to-CO photocatalysis. Nat Commun 12, 5923 (2021).

DOI：10.1038/s41467-021-26219-6

https://doi.org/10.1038/s41467-021-26219-6