近日，我校理学院化学系研究生李梦婷以第一作者在《Advanced Functional Materials》（中科院一区TOP，自然指数期刊）发表题为“Self-Confined Construction of Facet Heterojunction with Tunable Band Alignment for Enhanced Photocatalytic CO₂ Reduction”的研究论文，我校为独立单位，通讯作者为李发堂教授和穆惠英副教授。

人们在能源和环境技术领域对光催化材料晶面工程进行了广泛的研究，但对晶面异质结的带隙调控及其内在机制的深入理解仍然有限。硝酸氧铋（Bi₅O₇NO₃）纳米材料的主要暴露晶面为{141}晶面，而传统高活性晶面如{010}的暴露比例较低。该研究提出了晶面自限生长的概念与方法，通过铵离子辅助自限构筑合成了以{080}为主暴露晶面的Bi₅O₇NO₃晶体。并证实了选择性吸附在{141}晶面上的铵根离子反向诱导了{080}晶面的生长，而{080}晶面有助于氧空位的形成。由不同晶面比例调节的氧空位能够优化费米能级的相对位置，使晶面间的光生电子传输路径由II型转变为S型，从而触发了快速电荷传输通道，有效抑制了光生电子-空穴复合。第一原理计算证实了在Bi₅O₇NO₃-{0.8}-OV上形成*COOH的能垒是最低，有利于CO₂还原为CO。

该项工作深入研究了晶面异质结中氧空位调控费米能级从而影响光生电子传输路径的内在机制，为设计开发高效光催化剂提供了参考。

该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划和河北省自然科学基金创新群体项目的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202412775