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光催化CO₂轉化為化學燃料是緩解能源危機的一種很有前景的策略。然而，CO₂光還原效率明顯受到光生載流子轉移動力學緩慢和CO₂分子吸附/活化性能不足的困擾。同時，電子-空穴對遷移機制和質子耦合電子轉移過程的不明確也阻礙了高性能CO₂光還原材料的精確構建。

基于此，江蘇大學夏杰祥、朱文帥等通過SiO₂膠體晶體模板法構建了具有豐富懸空鍵的富含邊緣位點的有序大孔BiOCl(BiOCl-P)。

富含邊緣位點的有序大孔結構為CO₂分子提供了豐富的吸附位點，并形成了許多局部電子富集區，加速了電荷轉移。在沒有任何犧牲劑、光敏劑或助催化劑存在的條件下，BiOCl-P在Xe燈照射下4個小時，CO和CH₄的產率分別為78.07 μmol g^-1和3.03 μmol g^-1。

此外，經過25小時的長期光催化CO₂還原反應后，BiOCl-P還顯示出增加的催化活性。

實驗和密度泛函理論(DFT)計算表明，大量原位構建的豐富的懸鍵不僅可以促進CO₂分子的吸附，而且可以有效地加速CO₂分子轉化為*COOH、*CHO和*CH₃O物種(降低CO₂活化能壘，促進C=O雙鍵解離)，促進質子電子耦合反應以增強CO₂光還原活性。

這項工作為在納米尺度上設計高效的半導體以促進惰性CO₂光還原開辟了一條新途徑。

Edge-Site-Rich Ordered Macroporous BiOCl Triggers C-O Activation for Efficient CO₂ Photoreduction. Small, 2021. DOI: 10.1002/smll.202105228

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