Conduction Band and Defect Engineering for the Prominent Visible‐Light Responsive Photocatalysts

原子轨道 材料科学 悬空债券 堆积 光催化 电子 化学物理 导带 离子 光化学 纳米技术 光电子学 化学 催化作用 物理 量子力学 有机化学 生物化学
作者
Akira Yamakata,Kosaku Kato,T. Ogawa,Kanta Ogawa,Makoto Ogawa,Daichi Kato,Chengchao Zhong,Akihide Kuwabara,Ryu Abe,Hiroshi Kageyama
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
被引量:2
标识
DOI:10.1002/anie.202419624
摘要

Controlling trap depth is crucial to improve photocatalytic activity, but designing such crystal structures has been challenging. In this study, we discovered that in 2D materials like BiOCl and Bi4NbO8Cl, composed of interleaved [Bi2O2]2+ and Cl- slabs, the trap depth can be controlled by manipulating the slab stacking structure. In BiOCl, oxygen vacancies (VO) create deep electron traps, while chlorine vacancies (VCl) produce shallow traps. The depth is determined by the coordination around anion vacancies: VO forms strong σ bonds with Bi-6p dangling bonds below the conduction band minimum (CBM), while those around Cl are parallel, forming weak π-bonding. The strong re-hybridization makes the trap depth deeper. In Bi4NbO8Cl, VCl also creates shallow traps, but VO does not produce deep traps although Bi-6p orbitals are also forming strong σ bonding. This difference is attributed to the difference of energy level of CBM. In both cases, CBM consists of Bi-6p orbitals extending into the Cl layers. However, these orbitals are isolated in BiOCl, but those in Bi4NbO8Cl are bonded with each other between neighboring [Bi2O2]2+ layers. This unique bonding-based CBM prevents the formation of deep electron traps, and significantly enhances H2 evolution activity by prolonging lifetime of highly reactive free electrons.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
豆乳51完成签到,获得积分10
刚刚
TING发布了新的文献求助10
刚刚
笑眯眯发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
forever完成签到,获得积分10
1秒前
李行锋发布了新的文献求助10
2秒前
在水一方应助Ink采纳,获得10
2秒前
shs关闭了shs文献求助
2秒前
3秒前
含糊的清完成签到,获得积分20
3秒前
asdfgh完成签到,获得积分10
3秒前
墙雨轩完成签到 ,获得积分10
3秒前
搞怪笑白完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
pangxxhi发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
妮妮完成签到,获得积分10
6秒前
领导范儿应助冷酷的鹏涛采纳,获得10
7秒前
研友_85rJEL发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
8秒前
青酒完成签到,获得积分20
8秒前
小马甲应助安静葵阴采纳,获得10
8秒前
villain发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
希望天下0贩的0应助yyf1998采纳,获得10
9秒前
NexusExplorer应助老张斯基采纳,获得10
10秒前
汉堡包应助老实的士萧采纳,获得10
10秒前
英吉利25发布了新的文献求助30
10秒前
忧郁尔柳完成签到,获得积分10
11秒前
大面包完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
张诗宇完成签到,获得积分10
12秒前
贾克斯发布了新的文献求助10
13秒前
wwwwhisper发布了新的文献求助10
13秒前
OK应助温暖伟祺采纳,获得10
13秒前
丘比特应助songsong采纳,获得10
14秒前
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6525547
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8318808
关于积分的说明 17803435
捐赠科研通 5627229
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2929246
邀请新用户注册赠送积分活动 1905958
关于科研通互助平台的介绍 1765659