构建非晶态钽酸钾-Ta3N5异质结界面以提升整体水分解过程中的光催化活性

《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》：Constructing an Amorphous Potassium Tantalate-Ta3N5 Heterojunction Interface for Enhanced Photocatalytic Activity in Overall Water Splitting

光催化水裂解效率提升策略研究。通过KOH蚀刻将立方相KTaO3转化为非晶态结构，并引入可控缺陷形成KTaON/Ta3N5异质结构，氢氧产率分别达212.14和84.03 μmol·h?1·g?1，较原始材料提升10倍。非晶态工程与异质结构协同优化电荷传输，为光催化材料设计提供新思路。

　　

由于电荷复合、光捕获效率不足以及晶体半导体材料中活性位点有限等固有限制，光催化全水分解仍然是一个巨大的挑战。通过调控非晶态结构与设计，在基于钽的材料中实现光催化水分解的进步具有重要意义。在本研究中，采用KOH蚀刻技术对KTaO₃晶体进行处理，使其形成非晶态结构，并进一步引入可控的缺陷。这种非晶态KTaO₃/Ta₃N₅（KTaON）异质结构光催化剂表现出显著的光催化活性提升。具体而言，经过改性的2KTaON材料的氢气产率达到了212.14 μmol·h^–1g^–1，氧气产率为84.03 μmol·h^–1g^–1，比立方体结构的0KTaON高出10倍。构建非晶态结构与异质结构是有效调控电荷转移、从而提升光催化全水分解效率的途径。