具有高度有序平面外对称性的二维(2D)层状光催化剂通常具有强大的激子效应,因此在驱动需要未束缚电荷载流子的催化反应方面常常显得无能为力。华中师范大学张礼知和上海交通大学李颢以2D BiOBr为原型模型,通过选择性剥离BiOBr的顶层Br,实现了平面外方向上的表面不对称[Br–Bi–O–Bi]堆叠。
本文要点
(1)这种局部不对称性破坏了BiOBr的诊断限制配置,以促使高能激子离解为电荷载流子,并进一步导致表面偶极场的出现,从而为随后的瞬态电子-空穴对的分离提供动力。
(2)与通过激子介导的能量转移将O2活化为1O2的对称BiOBr不同,表面不对称BiOBr有利于将O2选择性活化为·O2——可用于广泛的胺到亚胺的转化。这一工作不仅提供了不对称光催化剂设计的范例,而且扩展了可用于调节半导体光催化系统中激子行为的工具包。
Linghao Yu, et al. Locally Asymmetric BiOBr for Efficient Exciton Dissociation and Selective O2 Activation toward Oxidative Coupling of Amines. ACS Nano. 2023
DOI:10.1021/acsnano.3c04268
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c04268