近日，华东理工大学材料科学与工程学院清洁能源材料与器件团队在光分解纯水制氢材料晶面结构设计与创制方面取得新进展，以晶态氧化物SrTiO3为模型材料，在固相合成体系中可控制备出大比例暴露优势晶面的高质量单晶催化剂。相关成果在线发表于《美国化学会志》。
各向异性SrTiO3单晶分解纯水制取氢气和氧气 图片来源于《美国化学会志》
在前期研究基础上，团队发展了一种固相合成晶面调控策略，通过固态前驱体再结晶过程，可控制备暴露高活性{111}晶面的SrTiO3单晶光催化剂。预合成的低结晶度SrTiO3前驱体为固态再结晶的结构转变过程提供了良好的动力学环境；微量Al3+掺杂离子作为表面形貌调节剂，可以精确调控晶体的表面取向为可控百分比的{111}晶面。光激发电子-空穴对在{100}和{111}面之间实现了高效的各向异性分离，光解水制氢活性随着{111}晶面暴露比例的增加而提高。由于优异的结晶度、低缺陷密度和各向异性表面等结构优势，具有36.6%{111}晶面的SrTiO3单晶光催化剂以2:1的化学计量比实现了高效的光催化分解纯水。
相关论文信息：https://doi.org/10.1021/jacs.3c12062
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