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近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所李燦院士領(lǐng)導(dǎo)的太陽能研究部繼發(fā)現(xiàn)BiVO4等半導(dǎo)體的不同晶面間電荷分離效應(yīng)后 (Nature Commun., 4, 1432, 2013，Rengui Li, Fuxiang Zhang, Hongxian Han and Can Li et al)，相關(guān)研究工作又取得新的進(jìn)展。利用半導(dǎo)體光催化劑的不同晶面之間電荷分離效應(yīng)，設(shè)計組裝氧化還原雙助催化劑于光催化劑的不同暴露晶面上，可將光催化劑活性提高兩個數(shù)量級以上，進(jìn)一步確認(rèn)了晶面間光生電荷分離的效應(yīng)和雙助催化劑的協(xié)同促進(jìn)作用，為理性設(shè)計合成高效光催化劑提供了策略。相關(guān)結(jié)果近期發(fā)表在能源與環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域期刊Energy & Environmental Science上（Energy Environ. Sci., 2014, DOI:C3EE43304H, Rengui Li, Hongxian Han, Fuxiang Zhang , Donge Wang and Can Li）。
基于前期發(fā)現(xiàn)的半導(dǎo)體光催化劑的不同晶面之間光生電荷分離效應(yīng)，該工作將不同的氧化和還原雙助催化劑分別高選擇性地?fù)?dān)載到光催化劑BiVO4的（110）和（010）不等同晶面上，將光催化氧化水的活性提高兩個數(shù)量級以上。研究發(fā)現(xiàn)：分別只擔(dān)載一種助催化劑時，可將活性提高到一定程度，只有當(dāng)雙助催化劑選擇性地?fù)?dān)載于特定晶面時才會表現(xiàn)出明顯的協(xié)同促進(jìn)作用，使光催化氧化水反應(yīng)活性大幅度提高。將這一策略制備的光催化劑用于光催化氧化降解多種污染物的反應(yīng)中也同樣發(fā)現(xiàn)可以顯著提高光催化反應(yīng)活性，進(jìn)一步確認(rèn)了雙助催化劑在不同晶面選擇性擔(dān)載的協(xié)同促進(jìn)光催化反應(yīng)的機(jī)制，從而為理性設(shè)計合成半導(dǎo)體基光催化體系以實(shí)現(xiàn)高效光催化分解水提供新的策略。
該工作得到了國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目和科技部“973”項(xiàng)目的資助。
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