鉛基鹵化物鈣鈦礦的光（電）催化研究進(jìn)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(guān)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(zhuǎn)換效率引起了關(guān)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(yīng)用。廈門大學(xué)馬來西亞分校的Wee-Jun Ong教授團(tuán)隊與武漢理工大學(xué)的李能教授團(tuán)隊系統(tǒng)地總結(jié)了鉛基鹵化物鈣鈦礦在光電催化應(yīng)用方面的新進(jìn)展并就未來鹵化物鈣鈦礦的研究方向進(jìn)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(xué)的碩士生陳鵬飛。
鹵化物鈣鈦礦的性質(zhì)及其光(電)催化應(yīng)用文章從維度的角度介紹了鹵化物鈣鈦礦的結(jié)構(gòu)。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(yīng)用三個方面歸納了鹵化物鈣鈦礦在催化方面的應(yīng)用。其中對于水的裂解，文章總結(jié)了四種提高催化性能的方法：采用帶隙漏斗結(jié)構(gòu)，用HX（X=Cl，Br，I）代替水裂解制氫，采用異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，光和電驅(qū)動的效率更高的光催化（PEC）反應(yīng)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(jìn)作用。同時鹵化物鈣鈦礦還可以用于氧化有機(jī)物和有機(jī)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(lǐng)域的新進(jìn)展。文章對未來的計算研究進(jìn)行了展望：自旋軌道耦合（SOC）的應(yīng)用，將機(jī)械計算應(yīng)用于更多種類的有機(jī)物，雜化鈣鈦礦光催化機(jī)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(jī)理及其解決辦法：引入Sb2S3，與聚合物結(jié)合用于提高光穩(wěn)定性；引入有機(jī)基團(tuán)，用硫氰酸鹽離子（SCN-）取代鹵化物，應(yīng)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(jié)結(jié)了雙鈣鈦礦結(jié)構(gòu)路線、合成成分和電子性質(zhì)以及潛在應(yīng)用。
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(lǐng)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(jié)構(gòu)、2.發(fā)展光伏技術(shù)、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(yīng)用、7.進(jìn)一步解決穩(wěn)定性問題、8.結(jié)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(jī)理、9.在材料的設(shè)計和合成上應(yīng)給予更多的關(guān)注。
相關(guān)工作在線發(fā)表在Advanced Functional Materials（DOI: 10.1002/adfm.201909667）。
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