Angew.：层状β-ZrNBr硝基卤化物作为水分解和CO2还原的多功能光催化剂

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带隙约2.3 eV、缺陷密度较低的层状亚硝基卤化物β-ZrNBr

Angew：层状β-ZrNBr硝基卤化物作为水分解和CO2还原的多功能光催化剂
开发用于太阳能燃料生产的混合阴离子半导体引起了广泛的兴趣，但硝基卤化物基光催化剂仍然缺乏。基于此，中科院大连化学物理研究所章福祥研究员和日本东京工业大学Kazuhiko Maeda（共同通讯作者）等人报道了一种带隙约2.3 eV、缺陷密度较低的层状亚硝基卤化物β-ZrNBr，在可见光照射下具有光催化水还原、水氧化和CO2还原的多功能。
Angew：层状β-ZrNBr硝基卤化物作为水分解和CO2还原的多功能光催化剂
为深入了解扩展可见光响应，通过DFT计算研究了β-ZrNBr的能带结构和投影态密度（PDOS）。在此过程中，基于JCPDS#046-0288的单元参数构建了初始模型结构（a=3.635 Å，b=3.635 Å，α=β=90°，γ=120°）。β-ZrNBr的价带最大值和导带最小值位于不同的K点，表明其间接半导体特性。β-ZrNBr的理论带隙小于3.0 eV，与UV-vis结果显示的可见光响应能力一致。
Angew：层状β-ZrNBr硝基卤化物作为水分解和CO2还原的多功能光催化剂
β-ZrNBr的导带主要由Zr 4d电子态组成，与ZrO2的导带相似，但其价带主要由N 2p和Br 4p轨道组成，而不是O 2p轨道，应该是价带显著向上以及扩展可见光吸收的原因。此外，由于宽的层间距离和层间占据的溴离子阻挡了激发电子的跳跃，导带中的激发电子往往被限制在ZrN板中。因此，将β-ZrNBr剥离成纳米片是提高其电子转移效率的有效策略。
Angew：层状β-ZrNBr硝基卤化物作为水分解和CO2还原的多功能光催化剂
Layered β-ZrNBr Nitro-Halide as Multifunctional Photocatalyst for Water Splitting and CO2 Reduction. Angew. Chem. Int. Ed., 2022, DOI: 10.1002/anie.202214273.
https://doi.org/10.1002/anie.202214273.

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