Bandgap Funneling in Bismuth‐Based Hybrid Perovskite Photocatalyst with Efficient Visible‐Light‐Driven Hydrogen Evolution

光催化 钙钛矿(结构) 带隙 可见光谱 材料科学 催化作用 化学 光电子学 结晶学 冶金 生物化学 有机化学
作者
Yunqi Tang,Chun Hong Mak,Chen Wang,Yu Fu,Fangfang Li,Guohua Jia,Chang‐Wei Hsieh,Hsin‐Hui Shen,Juan Carlos Colmenares,Haisheng Song,Mingjian Yuan,Yue Chen,Hsien‐Yi Hsu
出处
期刊:Small methods [Wiley]
卷期号:6 (8) 被引量:23
标识
DOI:10.1002/smtd.202200326
摘要

The photocatalytic system using hydrohalic acid (HX) for hydrogen production is a promising strategy to generate clean and renewable fuels as well as value-added chemicals (such as X2 /X3- ). However, it is still challenging to develop a visible-light active and strong-acid resistive photocatalyst. Hybrid perovskites have been recognized as a potential photocatalyst for photovoltaic HX splitting. Herein, a novel environmentally friendly mixed halide perovskite MA3 Bi2 Cl9-x Ix with a bandgap funnel structure is developed, i.e., confirmed by energy dispersive X-ray analysis and density functional theory calculations. Due to gradient neutral formation energy within iodine-doped MA3 Bi2 Cl9 , the concentration of iodide element decreases from the surface to the interior across the MA3 Bi2 Cl9-x Ix perovskite. Because of the aligned energy levels of iodide/chloride-mixed MA3 Bi2 Cl9-x Ix , a graded bandgap funnel structure is therefore formed, leading to the promotion of photoinduced charge transfer from the interior to the surface for efficient photocatalytic redox reaction. As a result, the hydrogen generation rate of the optimized MA3 Bi2 Cl9-x Ix is enhanced up to ≈341 ± 61.7 µmol h-1 with a Pt co-catalyst under visible light irradiation.
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