開發(fā)雙功能水分解光催化劑具有重要的意義，但同時也面臨著特殊晶面單晶的苛刻要求，這些單晶必須具有空間分離的活性位點(diǎn)和由良好的電荷驅(qū)動力所貢獻(xiàn)的各向異性電荷轉(zhuǎn)移路徑。

基于此，中國地質(zhì)大學(xué)（北京）黃洪偉教授等人報道了在Bi4NbO8Cl單晶納米片中引入可調(diào)諧鐵電極化，以增強(qiáng)正交電荷轉(zhuǎn)移通道。測試發(fā)現(xiàn)，在犧牲試劑存在下，極性優(yōu)化后的Bi4NbO8Cl在可見光照射下H2和O2的析出速率分別為54.21和36.08 μmol·h-1。

鐵電磁滯回線顯示，BNOC-P5比BNOC-P1和BNOC-P4表現(xiàn)出明顯更高的剩余極化，說明其極化電場更強(qiáng)。對稱振動模的強(qiáng)度對離子有效位移（Nb5+和O2-在八面體中）對拉曼激光誘導(dǎo)極化率的影響更為敏感，表明ν1和ν2的強(qiáng)度比可以反映NbO6八面體的畸變程度。

在BNOC-P5上觀測到最大的強(qiáng)度比ν1/ν2，并且在拉曼圖的掃描區(qū)域內(nèi)，大的比值是均勻的，證明了BNOC-P5中NbO6八面體ab面內(nèi)Nb5+陽離子強(qiáng)烈偏離中心。

此外，DFT計算的結(jié)構(gòu)優(yōu)化也揭示了NbO6八面體的畸變，這是由于Na+的引入縮小了[Bi2O2]2+層與鈣鈦礦層之間的層間間距。強(qiáng)烈的八面體畸變使BNOC納米片具有較強(qiáng)的面內(nèi)極化，有利于層內(nèi)電荷的轉(zhuǎn)移。

BNOC-P5的遲滯回線更陡，表明強(qiáng)的面外極化引發(fā)了電荷層間轉(zhuǎn)移。因此，煅燒溫度和磁通調(diào)制導(dǎo)致BNOC-P5的強(qiáng)極性鐵電半導(dǎo)體同時具有較大的面內(nèi)和面外極化。

Ferroelectric Polarization Modulated Facet-selective Charge Separation in Bi4NbO8Cl Single Crystal for Boosting Visible-light Driven Bifunctional Water Splitting. Angew. Chem. Int. Ed., 2023, DOI: 10.1002/anie.202312895.