on style="white-space: normal; margin-bottom: 20px; line-height: 1.75em; margin-left: 8px; margin-right: 8px;">如何有效降低大氣CO2含量并進一步加以利用已成為全球迫切需要的研究熱點。在沒有犧牲劑的情況下利用太陽光將CO2光催化還原為有機化合物受到了廣泛關注。然而，目前報道的光催化CO2還原產物收率不能滿足工業應用要求，通常需要添加空穴清除劑或有機反應助劑以提高光催化還原CO2的效率，故開發新型光催化劑和策略以提高使用不含有機反應物的純水還原CO2的光催化效率是解決問題的正確方法。基于此，福州大學王緒緒、河北師范大學孟令鵬、張艷峰等采用一種簡單的化學方法以實現在BiOBr中Ce4+取代Bi3+位置，以在原子水平上調整FLP的反應性。其中，Ce4+和O2-形成強路易斯酸性/堿性對Ce4+-O2-，增強了對CO2的捕獲和活化，引入BiOBr晶格的Ce4+在原子水平上位于Bi3+的位置。OVs的表面結合缺陷是形成表面分離的Lewis酸性和堿性位點、產生Ce4+-O2-表面FLP對并提高其活化CO2能力的關鍵。優化后的Ce-BiOBr增強了電子-空穴分離效率和改進的FLP反應性，表現出改進的CO2光催化性能還原，是原始BiOBr的9.8倍。通過計算樣品的態密度，發現Ce4+離子的合并使得BiOBr的帶隙中出現額外的中間帶隙態，這有利于載流子的分離；理想BiOBr和Ce-BiOBr的氧空位形成能分別為3.6491和3.2457 eV，表明Ce4+取代有利于BiOBr氧空位的形成，即氧空位工程和陽離子取代不僅提高了Ce-BiOBr的電子傳輸能力，而且降低了CO2光還原控制過程的活化勢壘，從而提高了Ce-BiOBr的利用率。這項工作不僅為鉍基固體FLP光催化劑的合理設計提供了一種新策略，而且還揭示了在原子水平上闡明選擇性光催化CO2還原的深入知識。Photocatalytic Reduction of CO2 with H2O Mediated by Ce-Tailored Bismuth Oxybromide Surface Frustrated Lewis Pairs. ACS Catalysis. DOI: 10.1021/acscatal.1c05553
