李灿院士JACS：嵌入镧系元素，高效可见光驱动水分解！

本文报道李灿院士团队通过镧系元素嵌入策略开发新型可见光响应氯氧化铋材料LnBi₂O₄Cl。研究背景针对传统光催化剂可见光利用效率低的问题，旨在通过结构调控提升光催化水分解性能。通过将Ln离子引入[Bi₂O₂]层形成三萤石层结构，系统调控光吸收范围至620nm，并显著改善载流子动力学性能。研究证实ErBi₂O₄Cl载流子寿命提升200倍，材料呈现各向异性电荷分离特性。光催化活性呈现火山型趋势，最优材料YbBi₂O₄Cl在420nm处析氧量子效率超8%，成功构建Z型全分解水系统实现化学计量比产氢产氧。结论表明该策略通过平衡带隙热力学与载流子动力学，以电荷分离效率为主导因素实现了高效可见光驱动水分解。