BiV1–xOy/贵金属纳米粒子结构通过反向电荷传输机制，显著提升了甘油向二羟基丙酮的光电化学转化效率

《Journal of the American Chemical Society》：BiV1–xOy/Noble Metal Nanoparticle Domains with Reverse Charge Transfer Improves Photoelectrochemical Glycerol to Dihydroxyacetone Conversion

光解电化学甘油氧化（PecGO）中，BiVO4光电极因表面Bi原子暴露不足导致次羟基基团吸附和活化能力差。通过引入强金属-支持相互作用（SMSI）策略，调控BiV1?xOy/Au异质结构纳米粒子的p带中心，增强甘油吸附位点和降低活化能垒，实现5.5 mA/cm2光电流密度和470.5 mmol/m2/h DHA产率，选择性达75.2%。该方法可扩展至Pt、Pd、Ir等贵金属体系。

　　

使用BiVO₄光阳极进行的光电化学甘油氧化（PecGO）是一种生产高附加值二羟基丙酮（DHA）的有前景的方法，但其选择性和效率受到表面暴露的Bi原子对甘油二级羟基吸附和活化能力有限的制约。在此，我们提出了一种基于强金属-载体相互作用（SMSI）的策略，以提高BiVO₄光阳极中表面Bi原子的暴露比例，同时通过类似核壳结构的BiV_1–xO_y/Au纳米粒子（NP）域实现Bi的p带中心调节。这些BiV_1–xO_y/Au NP域不仅增加了甘油二级羟基的吸附位点，还降低了活化二级羟基的能量障碍。结果表明，含有BiV_1–xO_y/Au NP域的光阳极在1.23 V电压下可达到5.5 mA cm^–2的光电流密度，并实现了470.5 mmol m^–2 h^–1的创纪录DHA产率，远超其他报道的数值，同时具有75.2%的高选择性。此外，这种通过反向电荷转移实现的p带调节方法也适用于Pt、Pd和Ir等其他贵金属，为调节载体电子结构提供了一种通用方法，超越了金属NP本身的局限，拓宽了SMSI在多种反应系统中的应用范围。