期刊名称：Advanced Functional Materials

影响因子：18.808

作者：崔杰，张鑫，黄洪伟，杨曼，杨变，杨卿，梁淑华，孙少东

论文介绍：

异面结是指由两种或两种以上晶面包络组成的聚形单晶结构。与单形单晶结构和传统异质结相比，异面结中相邻晶面的协同效应能够实现光生载流子（电子-空穴对）在同一材料不同晶面间的定向迁移，有利于促进光生载流子分离进而提高光催化活性，故近年来异面结光催化材料备受关注。常见的异面结是由两种晶面组成的单晶微纳米材料（称为二元异面结），其光生载流子分离通常遵循Type II机制。2019年研究人员发现了三元异面结中光生载流子的连续定向分离机制，进一步激发了人们对复杂异面结中光生载流子分离机制的研究兴趣。然而，四元异面结的光生载流子分离机制尚不清楚。本文采用前驱体辅助液相还原法，成功制备了含有6个{100}、8个{111}、12个{110}晶面和24个高指数{522}晶面的五十面体Cu₂O（四元异面结），含有6个{100}、8个{111}和12个{110}晶面的二十六面体Cu₂O（三元异面结），含有6个{100}和12个{110}晶面的十八面体Cu₂O（二元异面结）。光催化降解四环素测试发现：三种异面结在归一化比表面积后的催化活性大小次序为，四元异面结>三元异面结>二元异面结。为解释这一现象，本文基于“密度泛函理论的第一性原理计算”，获得了Cu₂O {100}、{110}、{111}和{522}四种晶面的态密度，揭示了由不同晶面带边相对位置诱发的异面结效应，即{100}/{110}/{111}/{522}四元异面结为光生载流子提供了一种独特的双“串联-并联”分离路径，相比于{100}/{110}/{111}三元异面结和{100}/{110}二元异面结的单“串联-并联”分离路径，显著提升了光生载流子的分离效率。本研究结果将为探究复杂几何构型单晶光催化材料的构-效关系提供重要的科学理论指导。该论文发表在中科院SCI一区期刊《Advanced Functional Materials》。

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