https://doi.org/10.1021/jacs.4c10962
光生电荷分离是实现高效光催化反应的关键。了解这一过程的时空分辨率对于设计高效光催化剂至关重要。大化所Tian Wenming等在JACS报道了采用泵浦探针瞬态反射显微镜直接观察了钒酸铋（BiVO4）晶体表面光生电子和空穴的时空演变。研究结果表明，光生电子和空穴在 6 ps 内发生超快分离，电子转变为局部小极子，朝向截断的 BiVO4 八面体晶体的 {010} 面。然而，光生空穴以漂移扩散的方式将其分离时间延长至∼2000 ps，最终聚集在{120}面上。这项研究全面展示了半导体光催化剂在纳米/微米尺度上的时空电荷分离，有助于理解光催化机理。
o-BiVO4 和 t-BiVO4 样品的程序合成。将 Bi(NO3)3-5H2O（2.0 mmol）、NH4VO3（2.0 mmol）和十二烷基苯磺酸钠（SDBS，0.200 g）分别溶解在 2.0 M 硝酸溶液中。然后，在搅拌下将三种溶液混合在一起，得到清澈的橙色溶液。然后，在上述溶液中加入去离子水（DI 水），将酸浓度调节至 1.2 M。最后将 70 mL 溶液转移到 100 mL 特氟隆高压釜中，并保持在 150 °C 下进行反应。通过调整反应时间实现形态定制。自然冷却后，用去离子水和乙醇多次洗涤产物，最后在 70 °C 下干燥，以进一步表征。
之前的报道：
应用：水分解
BiVO4 的{010}和{110}晶面之间光生电子和空穴的空间分离
作者以单斜钒酸铋晶体为光催化剂模型，证明了在不同的晶面上可以实现高效的电荷分离，这体现在光辐射下，{010}和{110}晶面上分别发生了光生电子的还原反应和光生空穴的氧化反应。基于这一发现，还原和氧化催化剂分别选择性地沉积在{010}和{110}面上，因此与随机分布催化剂的光催化剂相比，光催化和光电催化水氧化反应的活性都要高得多。
Nat. Commun. 2013, 4, 1432 DOI: 10.1038/ncomms2401
