太阳能光催化是解决能源需求及其对环境影响的潜在解决方案。然而，半导体中电子空穴分离效率低，阻碍了该技术的发展。而缺陷对电子空穴分离的影响并不清晰。近日，江苏大学Jiexiang Xia、新加坡南洋理工大学Zheng Liu及橡树岭国家实验室Shi-Ze Yang等多团队合作，提出了一种原子薄的具有表面缺陷的Single-Unit-Cell Bi₃O₄Br纳米片材料，通过同时促进体相和表面电荷的分离，提高了光催化效率。实验发现，缺陷丰富的Single-Unit-Cell Bi₃O₄Br的光催化产氢和固氮活性分别是块状Bi₃O₄Br的4.9倍和30.9倍。在制备Single-Unit-Cell结构后，可以控制铋缺陷来调节氧缺陷。Single-Unit-Cell独特的结构和缺陷调整了局部原子排列和电子结构，从而大大提高了电荷分离效率，提高了光催化活性。

Jun Di, Jiexiang Xia,* Shi-Ze Yang,* Zheng Liu*, et al. Defect-Tailoring Mediated Electron–Hole Separation in Single-Unit-Cell Bi₃O₄Br Nanosheets for Boosting Photocatalytic Hydrogen Evolution and Nitrogen Fixation. Adv. Mater. 2019,

DOI: 10.1002/adma.201807576

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201807576