納米異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)催化劑可以利用缺陷工程和表面、結(jié)構(gòu)及形態(tài)特征,通過材料的協(xié)同作用來提高催化性能。新南威爾士大學(xué)的Pramod Koshy、Sajjad S. Mofarah和zheng xiaoran等人對多孔2D CeO2-x基異質(zhì)結(jié)催化劑的缺陷平衡在固溶度和電荷補(bǔ)償中的作用機(jī)制進(jìn)行闡述,解釋了獨(dú)立2D-3D CeO2-x基催化劑的理化性質(zhì)和催化性能。作者通過帶隙對齊和缺陷工程策略來構(gòu)建異質(zhì)結(jié)構(gòu),CeO2-x納米片作為基底,然后分別摻入Mo和Ru構(gòu)建多孔異質(zhì)結(jié)納米片,引入了中帶隙狀態(tài)和帶隙重新排列。通過催化HER和催化臭氧化應(yīng)用,對于CeO2-x,非異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)和缺乏有效的氧空位,分別導(dǎo)致其HER性能低和氧化后CeO2-x臭氧化性能高。分別摻雜Mo和Ru后,Mo在CeO2-x中的固溶度低(~2.4 at%),Ru的固溶度相對高一點(diǎn)(≥6.8 at%)。摻雜后CeO2-x帶隙變窄,摻Mo后,化學(xué)吸附和價(jià)梯度界面牢固結(jié)合的高密度分布均勻的異質(zhì)結(jié)顆粒有利于電荷通過,HER性能和還原Mo-CeO2-x臭氧化性能優(yōu)異。摻雜Ru后,物理吸附弱鍵合的低密度不均勻分布大異質(zhì)結(jié)顆粒不利于電荷轉(zhuǎn)移,另外鈰空位濃度高,導(dǎo)致HER性能和氧化與還原Ru-CeO2-x臭氧化性能差。Decoupling the impacts of engineering defects and band gap alignment mechanism on the catalytic performance of holey 2D CeO2-x-based heterojunctions. Advanced Functional Materials, 2021. DOI:10.1002/adfm.202103171