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合成法MHPs的光催化應用MHPs半導體光催化劑因其優異的物理化學性質而問世。該材料被廣泛用于各種應用，如光催化制氫、光還原CO2、降解污染物和合成有機化合物，其催化機理相似，主要包括三個重要步驟：圖4.?半導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）應更負，而O2/H2O的氧化電勢（VBM）（0.81 V vs. SHE，pH=7，1.23 V vs. SHE，pH=0）應更正。圖5.?光催化制氫相關研究圖6.?MHPs光催化制氫相關研究3.2 光催化CO2還原在光催化CO2還原過程中，涉及多個電子反應步驟和產物。這些途徑直接通過電子轉移、質子轉移（有時是羥基轉移）或協同電子-質子轉移發生。由于CO2光催化還原過程的復雜性，實現高催化效率和選擇性具有挑戰性。因此，識別具有優異表面活性的光催化劑以提高太陽能轉化燃料的效率是至關重要的。圖7.?光催化CO2還原生成碳氫化合物的轉化機理圖8.? MHPs光催化CO2還原相關研究3.3光催化去除有機污染物MHPs優異的光學和化學性能，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）固氮等領域應用也很廣泛，最終生成CO2和H2O等小分子產物。圖9.? MHPs光催化去除有機污染物相關研究3.4 光催化有機反應MHPs光催化劑在還被用作各種有機合成中的光催化劑，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-烷基化反應條件, (b) APbBr3光催化脫鹵、sp3偶聯和a-烷基化機理?結論和展望盡管在MHPs的合成和功能化方面取得了進展，但基于MHPs的光催化探索仍處于早期階段。本論文提出了進一步的一些挑戰與發展方向：穩定性: 可建造防水的“惰性外殼”或設計與其他兼容半導體的異質結構。這可以保留材料的原始特性，同時還可以調整電子結構方便功能化應用。毒性：大多數MHPs中存在有毒的鉛（Pb），開發無鉛MHPs光催化技術以取代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的固有物理化學性質，因此，開發高效無鉛鈣鈦礦仍然具有挑戰性。產物驗證的準確性：基于MHPs光催化劑的光催化析氫或CO2還原，在同一反應體系中發生的氧化過程的文獻有限。在反應過程中，確定氧化產物和還原產物的電子消耗速率至關重要，有必要對光催化反應的機理進行更徹底更系統的研究。論文信息這一研究成果發表于材料領域國際權威期刊《Journal of Materials Chemistry A》上，是中國地質大學（北京）材料科學與工程學院博士生馮彥梅在“礦物復合材料”創新團隊丁浩教授和陳代梅教授的指導下完成。
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，中國地質大學(北京) 教授。主要研究方向為: 催化 ; 礦物材料功能化。以第一作者和通訊作者在權威國際期刊Appl. Catal. B-Environ. J. Hazard. Mater., Chinese J. Catal., ACS Appl. Mater. Interface, Chem. Eng. J, J. Mater. Chem. A等發表SCI論文60多篇，引用達6000多次，其中7篇文章選1% ESI Highly-Cited論文, 2021年被全球學者庫收錄為全球十萬科研工作者之一。
