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 生物化学 物理 有机化学 量子力学
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]
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
khaosyi完成签到 ,获得积分10
1秒前
哇哈哈完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
buno应助啦啦采纳,获得10
3秒前
Mike完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
顾矜应助chen采纳,获得10
4秒前
科研通AI5应助小王采纳,获得10
4秒前
GGBond完成签到,获得积分10
4秒前
孔雀翎发布了新的文献求助10
4秒前
寂寞的灵完成签到,获得积分10
5秒前
后知后觉发布了新的文献求助10
5秒前
百十余完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
Zhaorf完成签到,获得积分10
6秒前
沉默紫槐完成签到,获得积分10
6秒前
深情安青应助易达采纳,获得10
6秒前
默默海露发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
flyfish完成签到,获得积分10
9秒前
36456657应助chen采纳,获得10
9秒前
每念至此完成签到,获得积分10
10秒前
大力黑米完成签到 ,获得积分10
11秒前
123发布了新的文献求助30
11秒前
搜集达人应助gaos采纳,获得10
11秒前
hengy发布了新的文献求助10
11秒前
杳鸢应助Xenia采纳,获得10
12秒前
kekekelili完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
zhonghbush发布了新的文献求助10
14秒前
reck发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
14秒前
kimcandy完成签到,获得积分10
14秒前
华仔应助任品贤采纳,获得10
15秒前
无花果应助急雪回风采纳,获得10
15秒前
17秒前
曾经的灵完成签到,获得积分20
17秒前
bkagyin应助小宇采纳,获得10
17秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Social media impact on athlete mental health: #RealityCheck 1020
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527304
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3107454
关于积分的说明 9285518
捐赠科研通 2805269
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1539827
邀请新用户注册赠送积分活动 716708
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709672