近日，中國科學院大連化學物理研究所太陽能研究部研究員章福祥、中科院院士李燦等人受邀撰寫了關于氮摻雜氧化物半導體材料用于光催化水分解的綜述性評論文章。
氮摻雜氧化物是最典型的一類可見光響應光催化材料，其主要原理是通過電負性較小的氮原子部分或全部取代金屬氧化物中的氧原子，實現氧化物價態(tài)的顯著提升，進而拓展氧化物的吸收從紫外至可見光部分。根據氮取代后氧化物的原有結構是否改變，獲得的材料主要分氮摻雜氧化物和氮（氧）化物。自2001年首類氮摻雜二氧化鈦被報道具有可見光響應以來，一系列具有d0（如：Ti4+、Ta5+、Nb5+等）和d10（如：Ga3+、In3+、Ge4+等）金屬基的氮摻雜氧化物被廣泛報道具有寬范圍可見光捕光和光催化分解水制氫的潛力。
本綜述中，章福祥等系統介紹了氮摻雜氧化物類光催化材料在精準合成、結構調變、表界面調控、全分解水制氫應用等方面的方法和策略，主要介紹了基于氮化動力學增強的新型氮化策略、一步法構筑氮摻雜氧化物的II型異質結構、針對氮摻雜氧化物材料的表界面修飾方法等。此外，作者還對氮摻雜半導體材料未來的發(fā)展方向進行了探討與展望，希望對本領域的研究人員有所啟發(fā)。
章福祥等人長期致力于具有寬光譜捕光的氮摻雜氧化物材料設計合成與水分解性能的研究，開發(fā)了系列具有較好水分解潛力和捕光帶邊范圍在550至650nm的新材料，并通過表界面改性等，成功地將部分材料用于可見光催化全分解水制氫體系的構筑，顯著提升了全分解水制氫效率和拓展了可見光的利用（Angew. Chem., Int. Ed.，2015；Angew. Chem. Int. Ed.，2015；Adv. Mater.， 2019；Adv. Mater.，2021；Joule，2018；Nature Communications，2022等）。
上述工作以“Strategies and Methods of Modulating Nitrogen-Incorporated Oxide Photocatalysts for Promoted Water Splitting”為題，發(fā)表在《材料研究評述》（Accounts Materials Research）上。該文章的第一作者是大連化物所鮑云鋒博士。以上工作得到國家自然科學基金、科技部等項目的資助。
