2.2.6. 其他方法圖3.?金屬鹵化物鈣鈦礦基光催化劑的常見濕化學(xué)合成法MHPs的光催化應(yīng)用MHPs半導(dǎo)體光催化劑因其優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)而問世。該材料被廣泛用于各種應(yīng)用，如光催化制氫、光還原CO2、降解污染物和合成有機(jī)化合物，其催化機(jī)理相似，主要包括三個重要步驟：圖4.?半導(dǎo)體上典型光催化過程的示意圖3.1 光催化析氫通過水分解產(chǎn)生H2的光催化為雙電子過程：H2O (l) / H2 (g) + ? O2 (g), ΔG = +237.2 kJ mol?1 ，光催化劑的帶隙應(yīng)大于1.23 eV，H+/H2的期望還原電勢（CBM）（-0.42 V vs. SHE，pH=7，或0.0 V vs. SHE，pH=0）應(yīng)更負(fù)，而O2/H2O的氧化電勢（VBM）（0.81 V vs. SHE，pH=7，1.23 V vs. SHE，pH=0）應(yīng)更正。圖5.?光催化制氫相關(guān)研究圖6.?MHPs光催化制氫相關(guān)研究3.2 光催化CO2還原在光催化CO2還原過程中，涉及多個電子反應(yīng)步驟和產(chǎn)物。這些途徑直接通過電子轉(zhuǎn)移、質(zhì)子轉(zhuǎn)移（有時是羥基轉(zhuǎn)移）或協(xié)同電子-質(zhì)子轉(zhuǎn)移發(fā)生。由于CO2光催化還原過程的復(fù)雜性，實(shí)現(xiàn)高催化效率和選擇性具有挑戰(zhàn)性。因此，識別具有優(yōu)異表面活性的光催化劑以提高太陽能轉(zhuǎn)化燃料的效率是至關(guān)重要的。圖7.?光催化CO2還原生成碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化機(jī)理圖8.? MHPs光催化CO2還原相關(guān)研究3.3光催化去除有機(jī)污染物MHPs優(yōu)異的光學(xué)和化學(xué)性能，其對光催化降解污染物如羅丹明B（RhB）、羅丹明110（Rh110）、甲基紅（MR）、甲基橙（MO）固氮等領(lǐng)域應(yīng)用也很廣泛，最終生成CO2和H2O等小分子產(chǎn)物。圖9.? MHPs光催化去除有機(jī)污染物相關(guān)研究3.4 光催化有機(jī)反應(yīng)MHPs光催化劑在還被用作各種有機(jī)合成中的光催化劑，包括芳香醇氧化、C(sp3)-H鍵的活化、聚合以及C–C、C–O和C–N鍵的形成。圖10. (a)醛的α-烷基化反應(yīng)條件, (b) APbBr3光催化脫鹵、sp3偶聯(lián)和a-烷基化機(jī)理?結(jié)論和展望盡管在MHPs的合成和功能化方面取得了進(jìn)展，但基于MHPs的光催化探索仍處于早期階段。本論文提出了進(jìn)一步的一些挑戰(zhàn)與發(fā)展方向：穩(wěn)定性: 可建造防水的“惰性外殼”或設(shè)計(jì)與其他兼容半導(dǎo)體的異質(zhì)結(jié)構(gòu)。這可以保留材料的原始特性，同時還可以調(diào)整電子結(jié)構(gòu)方便功能化應(yīng)用。毒性：大多數(shù)MHPs中存在有毒的鉛（Pb），開發(fā)無鉛MHPs光催化技術(shù)以取代Pb基鈣鈦礦非常必要，如幾種低毒或無毒的金屬陽離子Sn2+、Sn4+、Ge2+、Bi3+、Sb3+、Cu+、Cu2+、Na+、In3+、Ag+，同時要確保MHPs的固有物理化學(xué)性質(zhì)，因此，開發(fā)高效無鉛鈣鈦礦仍然具有挑戰(zhàn)性。產(chǎn)物驗(yàn)證的準(zhǔn)確性：基于MHPs光催化劑的光催化析氫或CO2還原，在同一反應(yīng)體系中發(fā)生的氧化過程的文獻(xiàn)有限。在反應(yīng)過程中，確定氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的電子消耗速率至關(guān)重要，有必要對光催化反應(yīng)的機(jī)理進(jìn)行更徹底更系統(tǒng)的研究。論文信息這一研究成果發(fā)表于材料領(lǐng)域國際權(quán)威期刊《Journal of Materials Chemistry A》上，是中國地質(zhì)大學(xué)（北京）材料科學(xué)與工程學(xué)院博士生馮彥梅在“礦物復(fù)合材料”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)丁浩教授和陳代梅教授的指導(dǎo)下完成。
論文信息：
Yanmei Feng, Daimei Chen*, Min Niu, Yi Zhong, Hao Ding, Yingmo Hu, Xiangfeng Wu, Zhongyong Yuan. Recent progress in metal halide perovskite-based photocatalysts: Physicochemical properties, synthetic strategies and the solar-driven applications. J. Mater. Chem. A, 2023, 11, 22058–22086. [IF2023=11.9].
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https://doi.org/10.1039/D3TA04149B通訊作者簡介陳代梅，中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 教授。主要研究方向?yàn)? 催化 ; 礦物材料功能化。以第一作者和通訊作者在權(quán)威國際期刊Appl. Catal. B-Environ. J. Hazard. Mater., Chinese J. Catal., ACS Appl. Mater. Interface, Chem. Eng. J, J. Mater. Chem. A等發(fā)表SCI論文60多篇，引用達(dá)6000多次，其中7篇文章選1% ESI Highly-Cited論文, 2021年被全球?qū)W者庫收錄為全球十萬科研工作者之一。
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