开发高效的光氧化催化剂是缓解能源和环境危机、提高经济效益的一个有吸引力的选择。在工业生产中,传统的选择性氧化工艺通常需要在高温高压下,借助贵金属催化剂合成高价值中间体。在环境条件下进行的多相光催化是一种可持续和环境友好的策略,因为它可以消除不必要的能源消耗和温室气体排放。对于氧活化,这是参与氧的光氧化过程中的一个重要途径,能带结构和光催化剂的表面吸附性能是影响光催化氧化性能的两个关键因素。金属氧化物纳米材料是具有正价带和高氧化性能的传统光催化剂。其中,TiO2、ZnO和BiOCl作为光氧化催化剂进行了研究。然而,它们的带隙太宽,在可见光下无法被激发,这限制了有效的光收集和活性O2物种的产生。
氧化钒(VOx)由于钒的多重可调氧化态,具有可调的表面电子结构,具有合适的能带结构和合适的O2活化性能,可用于实现高效的光氧化。然而,原始VOx存在活性低、稳定性差的缺点。为了提高VOx光催化剂的性能,利用应变工程调整钒位点的电子结构是一种有效的方法。
在这项工作中,作者采用巧妙的插层化学方法,成功实现了超薄层状氧化钒纳米带的原子应变调制。