超薄二维(2D)纳米材料是材料和纳米科学领域一颗冉冉升起的新星，在过去的十年，其在电子、催化、能量转换等领域都取得了极大的突破。作为2D家族的新成员之一，超薄黑磷(BP)由于其独特的物理化学、光学以及电子特性，在能源、生物和环境等相关领域迅速生根发芽，得到应用。黑磷是一种半导体，其半导体性质使得黑磷在光催化领域中的应用前景良好。
成果简介
近日，日本大阪大学Tetsuro Majima教授、Mamoru Fujitsuka教授(共同通讯作者)等设计了基于黑磷(BP)/钒酸铋(BiVO4)的二维(2D)异质结构的新型人工Z型光催化体系，并在Angew. Chem. Int. Ed.上发表了题为“Z-Scheme Photocatalytic Water Splitting on a 2D Heterostructure of Black Phosphorus/Bismuth Vanadate Using Visible Light”的文章。该论文被选为重点(VIP)论文。高效的电荷分离使得BP还原水和BiVO4氧化水成为可能。λ≥420 nm时BP /BiVO4最优制氢析氧速率分别为160和102 μmol·g-1·h-1，可以不使用任何牺牲剂或外加偏压。
小结
研究人员首次构筑了BP和BiVO4的2D异质结构，并将其作为高效Z型光催化剂分解水制氢气和氧气。在没有任何牺牲试剂和外加偏压的情况下，使用BP/BiVO4异质结构，可见光辐照下可观察到纯水分解产生氢气和氧气。其能带结构的交错排列有助于电荷分离，使得水的还原和氧化分别发生于黑磷和BiVO4。上述结果显示使用Z型结构设计将BP和BiVO4的优势相结合在全分解水领域前景良好。
