自发现本多–藤岛效应以来，颗粒光催化剂的电荷分离一直被认为是人工光催化的速率决定步骤，但其效率通常远低于自然光合作用。
为了接近其上限，需要在单个光催化剂粒子上将光激发的电子和空穴有效地转移到空间分离的氧化还原反应位点。
2025年4月22日，南开大学陈闪山、中国科学院大连化学物理研究所章福祥、上海科技大学马贵军、吉林建筑大学杨竞秀在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Etched BiVO4 photocatalyst with charge separation efficiency exceeding 90%》的研究论文。
在本文中，作者通过构建电子传输层，可显著促进BiVO4:Mo各晶面之间的空间电荷分离。
它不仅有利于电子转移到其表面，还能将晶面间界面处的内建电场强度提高10倍以上。
因此，在420 nm波长下，负载CoFeOx氧化助催化剂改性的BiVO4:Mo的电荷分离效率超过90%，与自然光合作用系统相当，光催化活性明显增强。
这项研究结果证明，电子传输层在增强颗粒光催化剂电荷分离方面具有显著效果。
图1：BiVO4:Mo在NaOH刻蚀前后的表面成分分析
图2：光生载流子的分离和传输行为
图3：光催化Z型全水分解性能
Wang, S., Li, C., Qi, Y.et al. Etched BiVO4 photocatalyst with charge separation efficiency exceeding 90%. Nat Commun16, 3776 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-59076-8
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