通过Al掺杂促进可见光驱动的LaTaON2分解水(英文)

作者：杨林; 喻金星; 苌树方; 徐晓翔^*

来源：Science China-Materials, 2022, 65(12): 3452-3461.

• LaTaON_2
• Al doping
• visible light
• photocatalyst
• water splitting

LaTaON2是一种极具吸引力的可见光活性光催化水分解材料.它的吸收波长能够达到650 nm,并且符合水分解反应的热力学要求,是光催化水分解的候选材料.尽管LaTaON2具有这些优异的性质,它的光催化活性通常不够理想.这是由于LaTaON2材料通常具有较高的缺陷浓度,严重阻碍了电荷分离.在本文中,我们通过将Al掺杂到Ta亚晶格中来对LaTaON2材料进行改性,得到LaTa1-xAlxO1+yN2-y(0≤x≤0.20). Al掺杂不仅抑制了LaTaON2材料中的缺陷浓度,增加了其表面亲水性,而且还保持了材料原有的可见光吸收性质.这些改进显著改善了LaTaON2材料内的电荷分离情况,并极大增强了材料可见光下的光催化氧化水制氧性能.在最佳条件下, Al掺杂的LaTaON2在420±20 nm处水氧化的表观量子效率达到1.17%,这个性能要优于大多数已报道的LaTaON2光催化剂.这些发现验证了Al作为掺杂剂的优越性,也为进一步改性其他金属氧氮化物光催化剂的活性提供了新思路.

• 单位
  同济大学