综述：太阳能驱动的金属卤化物钙钛矿异质结构氧化还原反应

这篇综述系统总结了金属卤化物钙钛矿（MHPs）异质结构在光催化氧化还原反应中的研究进展，重点探讨了肖特基结、I/II型、Z型、S型等异质结构的设计原理及其在H2生成、CO2还原、污染物降解和有机合成中的应用，为开发高效稳定的太阳能-化学能转换材料提供了重要指导。

　　

金属卤化物钙钛矿异质结构的光催化氧化还原反应

引言

金属卤化物钙钛矿（MHPs）因其优异的光电特性（如高摩尔消光系数10⁵-10⁷ L mol^-1 cm^-1、可调带隙）成为光催化领域的前沿材料。然而，其稳定性差、电荷复合严重等问题限制了实际应用。通过构建异质结构可显著改善这些缺陷，本文综述了MHPs异质结构的设计策略与催化机制。

异质结构类型与机理

1. 1.

   肖特基结：金属（如Pt、Ni₃C）与MHPs界面形成内建电场，加速电子转移。例如，MAPbBr_3-xI_x/Pt的H₂生成速率提升3倍。

2. 2.

   I型异质结：如CsPbBr₃/Cs₄PbBr₆，通过能级嵌套实现表面钝化，但电荷分离效率较低。

3. 3.

   II型异质结：如Cs₃Bi₂Br₉/CdS， staggered能带排列促进电子-空穴空间分离，CO₂还原活性提升15倍。

4. 4.

   Z型与S型：通过界面电场定向复合低能载流子，保留强氧化还原能力。例如，BiVO₄/CsPbBr₃ S型异质结的CO产率TON达230。

光催化应用

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  H₂生成：BP/MAPbI₃通过I型异质结实现3742 μmol h^-1 g^-1的产率，AQY达23.2%。

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  CO₂还原：CsPbBr₃/Ti₃C₂肖特基结的电子转移仅需1.1 ps，CO选择性达90%。

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  污染物降解：γ-CsPbI₃/WS₂在30分钟内完全降解亚甲基蓝。

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  有机合成：NiO_x/FAPbBr₃/TiO₂实现C(sp³)-H键活化，EQE为0.25%。

挑战与展望

未来需聚焦：1）水稳定性提升（如MOF封装）；2）原位表征技术（如KPFM、瞬态吸收光谱）揭示界面动力学；3）活性位点精准设计以调控产物选择性。