太阳能驱动的一步激发全水分解是实现可扩展太阳能制氢的最直接方法之一。
尽管其在可见光响应和稳定性方面具有优势，但纯钒酸铋（BiVO₄）由于其导带能级不足以进行质子还原反应，且受到严重的电荷复合限制，因此无法单独实现全水分解。
基于此，2025年3月24日，澳门科技大学吴昊、香港城市大学Yun Hau Ng（吴永豪）等人在国际知名期刊Journal of the American Chemical Society发表题为《Bismuth Vanadate Capable of Driving One-Step-Excitation Photocatalytic Overall Water Splitting》的研究论文。
在此，作者展示了一种三维有序大孔结构的钒酸铋，其带隙经过精心扩大至2.58 eV，且在pH 7.0下相对于标准氢电极的导带能级为−0.49 eV。
在负载Rh/Cr₂O₃作为析氢助催化剂后，该材料能够在可见光下以可循环的方式实现氢气和氧气的化学计量比析出，其在400 nm处的表观量子效率为0.47%。
进一步通过扫描探针显微镜研究发现，在负载助催化剂后，从周期性多孔结构的连接部分到内部壁面出现了向下弯曲的带弯曲，从而增强了内部电场。
作者的研究将钒酸铋从一种典型的水分解光氧化催化剂转变为一种全水分解单组分光催化剂的新范例。
Bismuth Vanadate Capable of Driving One-Step-Excitation Photocatalytic Overall Water Splitting，J. Am. Chem. Soc.，2025. https://doi.org/10.1021/jacs.4c18733
