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鉛基鹵化物鈣鈦礦的光（電）催化研究進展與展望

發(fā)布時間：2020-08-28 作者：harry 分享到：

環(huán)境污染問題已成為各國關注的焦點，太陽能作為一種自由、可持續(xù)和容易獲得的能源，一直是研究的熱點。近年來，鹵化物鈣鈦礦由于其展現(xiàn)出具潛力的光電和光催化性能，超高的能量轉換效率引起了關注。然而鹵化物鈣鈦礦的穩(wěn)定性和鉛基鹵化物鈣鈦礦的毒性限制了鹵化物鈣鈦礦的應用。廈門大學馬來西亞分校的Wee-Jun Ong教授團隊與武漢理工大學的李能教授團隊系統(tǒng)地總結了鉛基鹵化物鈣鈦礦在光電催化應用方面的新進展并就未來鹵化物鈣鈦礦的研究方向進行了展望，并以“Pb-Based Halide Perovskites: Recent Advances in Photo(electro)catalytic Applications and Looking Beyond”發(fā)表于**期刊Advanced Functional Materials上，本文的**作者為武漢理工大學的碩士生陳鵬飛。

鹵化物鈣鈦礦的性質及其光(電)催化應用

文章從維度的角度介紹了鹵化物鈣鈦礦的結構。作者系統(tǒng)的從水裂解，二氧化碳的還原和鹵化物鈣鈦礦的其他應用三個方面歸納了鹵化物鈣鈦礦在催化方面的應用。其中對于水的裂解，文章總結了四種提高催化性能的方法：采用帶隙漏斗結構，用HX（X=Cl，Br，I）代替水裂解制氫，采用異質結結構，光和電驅動的效率更高的光催化（PEC）反應系統(tǒng)也被用于水裂解析氫。二氧化碳的還原中，文章指出引入rGO或 2D MXene對于二氧化碳的還原具有促進作用。同時鹵化物鈣鈦礦還可以用于氧化有機物和有機物的合成。本文介紹了鹵化物鈣鈦礦在計算研究、穩(wěn)定性和毒性的問題領域的新進展。文章對未來的計算研究進行了展望：自旋軌道耦合（SOC）的應用，將機械計算應用于更多種類的有機物，雜化鈣鈦礦光催化機理的計算研究，雙鈣鈦礦的計算研究。討論了在光照射和在水，氧氣環(huán)境下的穩(wěn)定性機理及其解決辦法：引入Sb2S3，與聚合物結合用于提高光穩(wěn)定性；引入有機基團，用硫氰酸鹽離子（SCN^-）取代鹵化物，應用二維混合鈣鈦礦用于提高在水，氧氣環(huán)境下的穩(wěn)定性。對于非鉛基鹵化物鈣鈦礦，文章對比了三種可以用作替代Pb²⁺的離子（Sn²⁺，Ge²⁺， Bi³⁺），同時總結結了雙鈣鈦礦結構路線、合成成分和電子性質以及潛在應用。

鈣鈦礦材料的發(fā)展導覽

本文對未來鹵化物鈣鈦礦的發(fā)展提出了展望，并就未來鹵化物鈣鈦礦在光催化領域的研究方向提出了幾點建議，1.從理論到實驗篩選更多結構、2.發(fā)展光伏技術、3.研究雙鈣鈦礦、4.開發(fā)串聯(lián)系統(tǒng)、5.與單原子催化（SAC）雜交以提高光（電）催化性能、6.更多的光催化還原CO2和N2的應用、7.進一步解決穩(wěn)定性問題、8.結合實驗和理論研究，更深刻的了解光(電)催化的基本原理和機理、9.在材料的設計和合成上應給予更多的關注。

相關工作在線發(fā)表在Advanced Functional Materials（DOI: 10.1002/adfm.201909667）。

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