黑色二氧化钛作为非晶的代表，因其比对应晶态（白色）二氧化钛增强的光催化特性而闻名。尽管科学工作者开展了很多工作来了解其活性提高原因，例如，集中在其能带结构，光子吸收和电荷分离动力学等，但其表面化学的关键方面至今尚不清晰，这在很大程度上是来自表面结构和其非晶物理化学性质的挑战。
针对此问题，近日，18新利体育 功能纳米与软物质研究院张晓宏教授、多伦多大学Geoffrey A. Ozin教授和加拿大国立18新利备用网站 院Kulbir Kaur Ghuman教授合作开展了一系列研究，通过巧妙设计，将商业化P25处理成具有非晶表面且具有SFLP表面活性位点的c-TiO2@a-TiO2-x(OH)y，不仅提高了吸光能力，使得吸光范围增大；非晶-晶态异质结也更有利于电子、空穴分离，延长了载流子的寿命，光热和光催化协同效应使得反应活性提高到原来的350倍以上，可以与金属催化剂相媲美；修饰的表面路易斯酸碱对SFLP位点也更有利于将H2活化异裂，为下一步活化CO2做准备。这一工作不仅为如何设计高效光热催化CO2催化剂提供了思路，也为如何研究非晶表面反应机理提供了新的视角。相关成果已在期刊Nature Communications上发表（Nature Communications, (2022) 13:7205），并被选为亮点文章（Highlights webpage，https://www.nature.com/collections/ihbfhbiibg）。
图1. 具有SFLP的晶态-非晶 c-TiO2@a-TiO2-x(OH)y核壳结构及催化CO2还原示意图
文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-022-34798-1
文章题目：Engineered disorder in CO2 photocatalysis
作者信息：Zhao Li#, Chengliang Mao#, Qijun Pei, Paul N. Duchesne, Teng He, Meikun Xia, Jintao Wang, Lu Wang, Rui Song, Abdinoor A. Jelle, Débora Motta Meira, Qingjie Ge, Kulbir Kaur Ghuman*, Le He, Xiaohong Zhang*, Geoffrey A. Ozin*
责任编辑：郭佳