夏杰祥/朱文帅Small: 大孔、边缘位点和悬空键，助力BiOCl-P触发C=O活化实现高效CO2光还原

光催化CO₂转化为化学燃料是缓解能源危机的一种很有前景的策略。然而，CO₂光还原效率明显受到光生载流子转移动力学缓慢和CO₂分子吸附/活化性能不足的困扰。同时，电子-空穴对迁移机制和质子耦合电子转移过程的不明确也阻碍了高性能CO₂光还原材料的精确构建。

基于此，江苏大学夏杰祥、朱文帅等通过SiO₂胶体晶体模板法构建了具有丰富悬空键的富含边缘位点的有序大孔BiOCl(BiOCl-P)。

富含边缘位点的有序大孔结构为CO₂分子提供了丰富的吸附位点，并形成了许多局部电子富集区，加速了电荷转移。在没有任何牺牲剂、光敏剂或助催化剂存在的条件下，BiOCl-P在Xe灯照射下4个小时，CO和CH₄的产率分别为78.07 µmol g^-1和3.03 µmol g^-1。

此外，经过25小时的长期光催化CO₂还原反应后，BiOCl-P还显示出增加的催化活性。

实验和密度泛函理论(DFT)计算表明，大量原位构建的丰富的悬键不仅可以促进CO₂分子的吸附，而且可以有效地加速CO₂分子转化为*COOH、*CHO和*CH₃O物种(降低CO₂活化能垒，促进C=O双键解离)，促进质子电子耦合反应以增强CO₂光还原活性。

这项工作为在纳米尺度上设计高效的半导体以促进惰性CO₂光还原开辟了一条新途径。

Edge-Site-Rich Ordered Macroporous BiOCl Triggers C-O Activation for Efficient CO₂ Photoreduction. Small, 2021. DOI: 10.1002/smll.202105228

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