张礼知/李杰/黄延强Nature子刊：范德华间隙富集BiOCl原子层实现纯水光还原CO2

2023年10月10日下午4:29 • 顶刊解读

光催化CO₂还原(PCR)能够将太阳能转化为化学品、燃料和原料，但受限于光催化剂在引导光子到电子转换和活化CO₂方面的缺陷。因此，克服这些限制以在纯水中实现高性能PCR过程是一个令人感兴趣和优先考虑的方向。

因此，华中师范大学张礼知和李杰、中国科学院黄延强等报道了一种在二维平面上具有范德华间隙(VDWG)的亚3nm厚的BiOCl纳米片用于高效光催化CO₂-CO转化。该催化剂通过类似于合成气合成路线的通用气相剥离，使得VDWG在纳米片上的覆盖率高达99%。

与本体BiOCl相比，富含VDWG的原子层具有较弱的激子约束能力，可将激子结合能从137 meV降低到36 meV，从而使本体电荷分离效率提高50倍。

此外，VDWGs促进VDWG-Bi-V_O^••Bi活化，^*COOH的裂解和^*CO解吸的同步优化，以加速CO₂转化为CO。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。

Van Der Waals Gap-Rich BiOCl Atomic Layers Realizing Efficient, Pure-water CO₂-to-CO Photocatalysis. Nature Communications, 2021. DOI:10.1038/s41467-021-26219-6

张礼知/李杰/黄延强Nature子刊：范德华间隙富集BiOCl原子层实现纯水光还原CO2

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