光催化卤素钙钛矿基复合材料：简要综述 | EcoMat

研究背景能源和环境问题是人类可持续发展面临的两个主要问题。高效的利用太阳能有望解决能源与环境的问题，太阳光光催化是一种非常具有潜力的利用太阳能的方式。卤素钙钛矿具有一系列优异的特性，如光吸收能力强，载流子迁移和传输寿命长，光致发光量子产率高等，在太阳光光催化方面具有非常大的应用潜力。然而，单纯卤素钙钛矿材料用于光催化面临着稳定性差、活性位点少、载流子难以被利用等问题。此外，卤素钙钛矿中的铅元素的高毒性也引起了研究者们对污染环境的担忧。将卤素钙钛矿与其他具有活性的光催化材料复合，寻找无铅的卤素钙钛矿是当前卤素钙钛矿光催化研究的热点。

图1 卤素钙钛矿与rGO，g-C₃N₄，MOF，TiO₂等复合应用于光催化二氧化碳还原、产氢、有机物降解等方向

近期，东华理工大学和南洋理工大学的罗建强博士、Liu Bin教授等合作综述了近几年卤素钙钛矿复合材料在光催化方面的研究进展。该工作首先总结了复合材料形成异质结的类型及光催化中电荷迁移的基本工作原理，并介绍了卤素钙钛矿的结构及光电性质。随后，归纳总结了以卤化物钙钛矿为基材的复合物在光催化二氧化碳还原、产氢、有机物降解等方向的应用。其中最常用的复合材料有：还原氧化石墨烯（rGO）、石墨化氮化碳（g-C₃N₄）、氧化钛（TiO₂）、金属有机框架（MOF）等。卤素钙钛矿材料通过复合，不仅能够提高稳定性，还能够提高光催化效率，非常的具有潜力。此外，作者还综述了不含铅的卤素钙钛矿的性质、制备及其光催化性能。

越来越多的研究表明，卤素钙钛矿符合材料在光催化二氧化碳还原、产氢、污染物降解具有非常广阔的应用前期。然而，进一步提高材料的稳定性和光催化效率是当前最主要的研究方向，未来研究可着重于：

（1）通过进一步研究卤素钙钛矿的分解机理，通过钙钛矿的成分、组成、合成方法的控制，提高钙钛矿材料的稳定性。

（2）设计制备高效的卤素钙钛矿复合材料异质结。复合材料不仅可以保护卤素钙钛矿不被降解，而且可以提高钙钛矿的电荷分离、传输性能。

（3）开发无铅的高性能卤素光催化材料。

（4）从理论和实践方面研究卤素钙钛矿的光催化机理。

（5）开展新的光催化应用研究，如光催化固氮，有机合成等。

引用此论文

Luo, J, Zhang, W, Yang, H, et al. Halide perovskite composites for photocatalysis: A mini review. EcoMat. 2021; 3:e12079. https://doi.org/10.1002/eom2.12079 [Physical Sciences]

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内容 | EcoMat排版 | Melody
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