近日中国科学技术大学苏州高等研究院环境材料研究团队的刘添特任副研究员在Nature Communications上发表题为“A general interfacial-energetics-tuning strategy for enhanced artificial photosynthesis”的研究论文。

过氧化氢作为重要的化工原料，在能源、环境、医疗等领域均中发挥着重要的作用，但传统合成方法需要高能耗、高成本且存在安全隐患。水和氧气为原料通过光化学合成过氧化氢被认为是一种低碳、安全的绿色合成新途径，但现有的光催化体系普遍存在半导体光生电子空穴对分离效率低和反应选择性差的问题，导致过氧化氢产率低无法满足工业化应用需求。刘添博士以晶面化的钒酸铋(BiVO4)为光催化剂、以银/钯核/壳结构纳米颗粒(Ag/Pd)与氧化钴颗粒(CoOx)为助催化剂，构建了全无机的新型复合纳米光催化剂，实现了对其表面能带结构和电荷富集/催化位点的精准调控。在该催化剂中，Ag/Pd和CoOx纳米颗粒分别被选择性负载于BiVO4的{010}和{110}晶面，分别作为产过氧化氢和捕捉空穴的表面反应活性点位，从而有效地增强了光生电子空穴对的分离效率，产过氧化氢的光能转化效率达到0.73 %，刷新了无机材料合成过氧化氢的记录。

刘添特任副研究员为本文的第一作者，浙江大学为第一通讯单位，中国科学技术大学苏州高等研究院为本文的共同通讯单位。

CoOx/BiVO4/(Ag/Pd)的设计图

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-35502-z