Angew：层状β-ZrNBr，多功能光催化剂！

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发展混合阴离子半导体用于制备太阳燃料受到人们的广泛关注，目前的 NBr 混合阴离子光催化剂仍非常少见。

有鉴于此， 大连化学物理研究所章福祥（ Fuxiang Zhang ）、东京工业大学 Kazuhiko Maeda 等 报道一种缺陷浓度较低的窄能带（ 2.3 eV ）层状 β-ZrNBr 光催化剂，具有光催化水还原、水氧化、 CO ₂ 还原等多种可见光催化活性。

本文要点

要点1.  通过 ESR 表征和 DFT 计算，发现 ZrNBr 催化剂的缺陷生成能非常高，导致催化剂的缺陷浓度非常低。通过剥离处理得到纳米片催化剂，能够缩短载流子的传输、促进光生电荷分离。

要点2.  与以往报道的氮氧双阴离子、硫氧双阴离子、卤氧双阴离子光催化剂不同，这种氮氧双阴离子光催化剂的价带成分来自 N 2p 和 Br 4p 轨道，没有 O 2p 轨道。由于 N ^3- 和 Br ^- 起到替代两个 O ^2- 的作用，因此能够避免产生缺陷态。而且 β-ZrNBr 具有优异的热稳定性和光化学稳定性。

这项工作首次报道了氮卤素双阴离子材料能够作为光催化剂，拓展了氮卤素双重阴离子光催化剂的应用，为发展人工光催化提供帮助。

Yunfeng Bao, Shiwen Du, Kengo Shibata, Xiangyang Guo, Yoshinobu Kamakura, Zhaochi Feng, Yanqiang Huang, Osamu Ishitani, Kazuhiko Maeda, Fuxiang Zhang, Layered β-ZrNBr Nitro-Halide as Multifunctional Photocatalyst for Water Splitting and CO2 Reduction, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202214273

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202214273

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