张以河/黄洪伟/马天翼Nature子刊：铁电极化和氧空位协同促进光催化CO2RR

太阳能驱动的光催化CO₂还原(CO₂RR)是将CO₂转化为增值化学品和燃料的重要途径。然而，低效的光生电荷分离和复杂的多电子转移过程严重限制了光催化CO₂RR的效率。

中国地质大学张以河、黄洪伟和斯威本科技大学马天翼等利用Bi₃TiNbO₉纳米薄片作为光催化剂，研究了铁电极化和表面氧空位(OVs)浓度对CO₂RR的影响。

作者在NaOH作为矿化剂的帮助下，通过一锅水热法合成了Bi₃TiNbO₉纳米薄片，并利用电晕极化来增强其铁电极化，以促进Bi₃TiNbO₉纳米薄片中的光生电荷分离。另外，还引入了表面氧空位，增强催化剂的光吸收，并促进CO₂分子在催化剂表面的吸附和活化。

同时，OVs被证明对极化诱导的电场显示出压印效应，使Bi₃TiNbO₉纳米薄片能够保持优异的铁电极化，以协同提高光生电荷分离效率。

Bi₃TiNbO₉具有显著提高的光催化CO₂RR性能，CO产率为20.91 μmol g^-1 h^-1，优于之前报道的大多数铋基光催化剂。

实验和理论结果表明，电晕极化和OVs扩大了Bi₃TiNbO₉光响应范围、提高了电荷分离效率和表面活性中心。铁电极化和OVs协同促进了光催化CO₂RR。

Synergy of ferroelectric polarization and oxygen vacancy to promote CO₂ photoreduction. Nature Communications, 2021. DOI: 10.1038/s41467-021-24882-3

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