单晶半导体基光催化剂具有独特的晶面结构，在能源和环境技术中显示出良好的应用前景；然而，通过固相合成实现光催化整体分解水的晶面工程仍然具有挑战性。

在这里，华东理工大学Peng Fei Liu，Sheng Dai，Hua Gui Yang开发了一种新的晶面工程策略，通过固态再结晶来合成暴露出定制的{111}晶面的均匀的SrTiO₃单晶。

文章要点

1）预合成的低晶钛酸锶前驱体能够在固态再结晶过程中通过动力学改进的晶体结构转变形成定义良好的单晶。通过使用微妙的Al³⁺离子作为表面形态调节剂，晶体的表面取向可以精确地调节到控制百分比的{111}面上。

2）光催化分解水的总活性随着{111}晶面曝光量的增加而增加。由于具有良好的结晶性和良好的各向异性表面结构，当化学计量比为2：1时，具有36.6%{111}晶面的钛酸锶单晶的光催化析氢速率达到1.55 mmol.h⁻¹，是热力学稳定的具有各向同性的{100}晶面的钛酸锶的3倍。

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Yang Zhang, et al, Crystal Facet Engineering on SrTiO3 Enhances Photocatalytic Overall Water Splitting, J. Am. Chem. Soc., 2024

DOI: 10.1021/jacs.3c12062

https://doi.org/10.1021/jacs.3c12062