固溶体-氧化物异质结构结合了固溶体和异质结材料的优点,通过金属掺杂改善电子结构和光学性质,并通过建立内建电场增强半导体光催化剂中的电荷分离和转移。然而,这些材料的有效设计和合成仍然是一个重大挑战。
在这里,兰州大学Yu Tang开发了一种普遍适用的策略,利用金属有机骨架(MOF)的可转换特性来制备具有可控结构和化学成分的固溶体氧化物异质结。
文章要点
1)该过程包括三个主要步骤。首先,具有不同拓扑结构和金属中心的MOF发生转变,伴随着金属氧化物的预成核。其次,通过煅烧转化后的MOF制备固溶体。最后,通过内生溢流将固溶体与另一个金属氧化物基团结合形成异质结。
2)DFT计算和载流子动力学研究表明,该材料的结构有效地阻止了电子返回体相,表现出优异的CO2光催化还原性能。
该研究有望促进MOF衍生异质结的可控合成和研究。
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Jiaxu Wei, et al, A General Preparation of Solid Solution–Oxide Heterojunction Photocatalysts through Metal–Organic Framework Transformation Induced Pre-nucleation, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202302986
DOI: 10.1002/anie.202302986
https://doi.org/10.1002/anie.202302986