鈣鈦礦氮氧化物AM(O, N)3(A=Ca、Sr、Ba、La;M=Ti、Nb和Ta)對太陽光具有很強(qiáng)的吸收性,而且在熱力學(xué)上適用于水氧化還原反應(yīng)。但是,在多晶樣品的晶界處產(chǎn)生高缺陷濃度大大阻礙了載流子傳輸并減少了光載流子的擴(kuò)散長度。同濟(jì)大學(xué)徐曉翔團(tuán)隊(duì)使用(Bi0.75La0.25)4TaO8Cl作為前體通過拓?fù)渎肪€成功合成了LaTaON2 PSC,并用其進(jìn)行可見光光催化水氧化為O2。LaTaON2多孔單晶(PSC)結(jié)合了結(jié)構(gòu)相干性和多孔微結(jié)構(gòu),保證催化劑具有良好的光催化性能。PSC中沒有晶界確保了光生載流子從本體到表面的快速傳輸,從而減輕了光生載流子的復(fù)合。多孔微結(jié)構(gòu)不僅為光化學(xué)反應(yīng)提供了充足的可觸及表面,而且還通過額外的光子反射/散射加強(qiáng)了光子-物質(zhì)相互作用。LaTaON2 PSC在420±20 nm處的表觀量子效率(AQY)高達(dá)5.7%。在使用LaTaON2 PSC作為O2析出光催化劑的Z型系統(tǒng)中也實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的全水分解。這些結(jié)果不僅證明了PSC促進(jìn)了光生載流子的遷移,從而提供了卓越的光催化性能,而且為合成鈣鈦礦氧氮化物的PSC提供了新策略。LaTaON2 Mesoporous Single Crystals for Efficient Photocatalytic Water Oxidation and Z-Scheme Overall Water Splitting. ACS Nano, 2021. DOI: 10.1021/acsnano.1c06871