定制钒酸铋光催化剂的形态对称性以实现有效的电荷分离

中国科学院大连化学物理研究所催化国家重点实验室李仁贵教授领导的一项研究发表在《中国科学化学》杂志上，通过合理调整形貌对称性，发现了明显的电荷分离差异BiVO4光催化剂。

有趣的是，对于八面体BiVO4晶体，光生电子和空穴可以在边缘和准等效面之间分离。然而，对于截顶八面体BiVO4，光生电子倾向于转移到{010}面，而光生空穴更倾向于在{120}面积累，从而实现不同面之间光生电荷的空间分离。

BiVO4晶体的形貌调整可显着提高光生电荷分离效率和光催化水氧化活性。用于驱动光生电子和空穴分离的内置电场被认为是通过调节BiVO4晶体的形态对称性来调制的。

“在通过光催化水分解进行的人工光合作用中，可以直接利用太阳能并将其存储为化学燃料，从光催化剂到催化表面位点的光诱导电荷转移对于确保太阳能利用效率至关重要，”李说。

“因此，探讨形貌和晶面对电荷分离的影响具有重要意义。基于前期对半导体晶体不同晶面之间空间电荷分离的研究，以低对称性结构的钒酸铋为平台，本研究这项工作揭示了形态对称性在电荷分离中的重要作用，这对于促进人工光催化剂的合理设计非常重要。”