Oxynitride compounds such as CaNbO2

Oxynitride compounds such as CaNbO2N, SrNbO2N, BaNbO2N, and LaNbON2 belong to the perovskite type crystal structures [131]. Photocatalytic hydrogen evolution has been reported under visible light from methanol solution. SrNbO2N (Eg 1.8 eV) has been investigated in detail, where the photoelectrode of SrNbO2N on a transparent conducting surface shows water oxidation reaction under no external bias [132]. Tantalum counterparts of these compounds were developed and utilized in the Z scheme photocatalysis. Compounds such as CaTaO2N and BaTaO2N were loaded with Pt co-catalyst and coupled with pt/WO3 for Z scheme water splitting [133]. A solid solution of BaTaO2N and BaZrO3 was formulated for hydrogen and oxygen evolution, which showed improved performance compared with the individual photocatalysts under visible light [134]. LaTiOxNy is another perovskite type compound which shows high photocurrent density under visible light [135]. Apart from the double perovskites belonging to the general formula AA'BB'O6, there are a several other compounds that show crystal structures close to the perovskite type structure, however such compounds are not included in the current review. Theoretically, double perovskites offer a wider scope to design photocatalysts by selecting suitable cations and AA' and BB' sites in the lattice. Work on design and development of double perovskite is currently limited and synthesis and characterization of new materials in this category are needed.
5. Summary and Outlook
A large number of perovskite-based compounds (over 80) have been studied for visible light driven photocatalytic applications. Perovskite structures offer abundant scope in designing novel compounds based on A and B site occupancy, which gives rise to a wide range of materials systems with unique properties. Among these compounds, photocatalysts with pristine band gaps in the visible region such as LaFeO3, PrFeO3, NaBiO3, and AgBiO3 (Table 2) show promising photocatalytic performance under visible radiation (>400 nm). Although there are reports on the photocatalytic activity of these compounds, detailed studies on these materials are limited. More efforts are needed to understand the structure-property relations in such ferrites and bismuth based compounds and improve their photocatalytic activity. Among the wide band gap semiconductors, SrTiO3- and NaTaO3-based photocatalysts are the most investigated systems. The strategy of doping foreign elements in wide band gap photocatalysts is widely used to induce visible light absorption and subsequently to enable photocatalytic activity. Nonetheless, very limited knowledge is available on the adverse effect of dopants on the photophysical properties of the compounds (e.g., if the benefit derived from dopant-induced visible light activity is overweighed by a loss of UV light activity). This should be properly investigated in the future. Appropriate dopants which retain the beneficial properties of the host materials while inducing visible light responses should be identified. Research work on complex perovskites show that these compounds offer distinct advantages as compared with simple perovskites. Designing complex perovskite compounds with suitable elements at A and B sites to yield desired photocatalytic properties is a challenge. We expect computational design would help shorten the selection process. Recent advances in computational tools such as DFT based band structure calculations are highly effective to design and understand novel materials systems
As certain perovskite compounds exhibit ferroelectric, ferromagnetic, or piezoelectric effects, there is a need to understand the correlation between these effects and the photocatalytic activity to a greater depth. Such studies would certainly be helpful in the development of efficient visible light photocatalysts. On a final note, there has been significant progress in the development of visible light perovskites in the past years. This development has laid a good foundation for future work in this area. Further understanding of the crystal and electronic structural factors behind photocatalytic activity is needed for the future development of efficient visible light-driven perovskites.

Kết quả (Việt) 1:

Oxynitride các hợp chất như CaNbO2N, SrNbO2N, BaNbO2N và LaNbON2 thuộc về cấu trúc tinh thể kiểu perovskite [131]. Photocatalytic hydro tiến hóa đã được báo cáo dưới có thể nhìn thấy ánh sáng từ giải pháp methanol. SrNbO2N (ví dụ: 1,8 eV) đã được nghiên cứu chi tiết, nơi photoelectrode SrNbO2N trên một bề mặt trong suốt tiến hành cho thấy nước phản ứng oxy hóa dưới không thiên vị bên ngoài [132]. Tantali đối tác của các hợp chất này đã được phát triển và được sử dụng trong photocatalysis đề án Z. Các hợp chất như CaTaO2N và BaTaO2N đã được nạp với chất xúc tác Pt đồng và cùng với pt/WO3 Z đề án nước tách [133]. Dung dịch rắn của BaTaO2N và BaZrO3 công thức cho sự tiến hóa hydro và oxy mà cho thấy cải thiện hiệu suất so với xúc cá nhân dưới ánh sáng khả kiến [134]. LaTiOxNy là một Perovskit loại hợp chất đó cho thấy mật độ cao photocurrent dưới ánh sáng khả kiến [135]. Ngoài đôi perovskites thuộc AA'BB công thức tổng quát ' O6, có một vài hợp chất khác mà hiển thị cấu trúc tinh thể gần Perovskit loại cấu trúc, Tuy nhiên những hợp chất này không được bao gồm trong bài đánh giá hiện tại. Về lý thuyết, đôi perovskites cung cấp một phạm vi rộng lớn hơn để thiết kế xúc bằng cách chọn phù hợp với cation và AA' và BB' các trang web trong mạng. Làm việc trên thiết kế và phát triển của đôi Perovskit là hiện tại đang hạn chế và tổng hợp và các đặc tính của các vật liệu mới trong thể loại này là cần thiết. 5. bản tóm tắt và Outlook Một số lượng lớn các hợp chất Perovskit dựa trên (hơn 80) đã được nghiên cứu cho các ứng dụng có thể nhìn thấy ánh sáng hướng photocatalytic. Cấu trúc perovskite cung cấp phong phú trong thiết kế các hợp chất tiểu thuyết dựa trên phạm vi A và B trang web suất phòng, mà cung cấp cho tăng tới một loạt các vật liệu hệ thống với các đặc tính độc đáo. Trong số các hợp chất này, xúc với nguyên sơ ban nhạc khoảng trống trong vùng nhìn thấy được như LaFeO3, PrFeO3, NaBiO3, và AgBiO3 Hiển thị (bảng 2) hứa hẹn photocatalytic hiệu suất dưới bức xạ (> 400 nm). Mặc dù có báo cáo về hoạt động của photocatalytic của các hợp chất này, các nghiên cứu chi tiết trên các tài liệu này được giới hạn. Những nỗ lực nhiều hơn là cần thiết để hiểu các quan hệ cấu trúc-bất động sản như ferrites và bitmut dựa trên hợp chất và cải thiện hoạt động photocatalytic của họ. Trong số các chất bán dẫn gap dải rộng, xúc SrTiO3 và NaTaO3 dựa trên các hệ thống nhất tra. Chiến lược của các yếu tố nước ngoài ở dải rộng khoảng cách xúc doping rộng rãi được sử dụng để tạo ra sự hấp thụ ánh sáng nhìn thấy được và sau đó để cho phép hoạt động photocatalytic. Tuy nhiên, rất hạn chế kiến thức là có sẵn trên ảnh hưởng của tử photophysical thuộc tính của các hợp chất (ví dụ, nếu những lợi ích có nguồn gốc từ gây ra rộng hoạt động có thể nhìn thấy ánh sáng overweighed của một mất mát của ánh sáng UV hoạt động). Điều này nên được đúng điều tra trong tương lai. Thích hợp tử mà giữ lại các thuộc tính có lợi của các tài liệu lưu trữ trong khi inducing hồi đáp có thể nhìn thấy ánh sáng nên được xác định. Việc nghiên cứu trên perovskites phức tạp cho các hợp chất này cung cấp các ưu điểm khác biệt so với các đơn giản perovskites. Thiết kế hợp chất Perovskit phức tạp với các yếu tố phù hợp tại A và B các trang thuộc tính photocatalytic mong muốn mang lại là một thách thức. Chúng tôi hy vọng tính toán thiết kế sẽ giúp rút ngắn quá trình lựa chọn. Các tiến bộ gần đây trong các công cụ tính toán như tính toán cấu trúc DFT dựa trên ban nhạc có hiệu quả cao để thiết kế và hiểu tiểu thuyết vật liệu hệ thống Như một số hợp chất Perovskit triển lãm ferroelectric, sắt từ, hay hiệu ứng áp điện, đó là một cần phải hiểu sự tương quan giữa những hiệu ứng và các hoạt động photocatalytic độ sâu lớn hơn. Các nghiên cứu như vậy chắc chắn sẽ có ích trong việc phát triển hiệu quả xúc có thể nhìn thấy ánh sáng. Trên một lưu ý cuối cùng, đã có tiến bộ đáng kể trong sự phát triển của perovskites ánh sáng nhìn thấy được trong năm qua. Sự phát triển này đã đặt một nền tảng tốt cho các công việc trong tương lai ở khu vực này. Hơn nữa sự hiểu biết của các tinh thể và các yếu tố cấu trúc điện tử phía sau photocatalytic hoạt động là cần thiết cho sự phát triển trong tương lai của hiệu quả có thể nhìn thấy ánh sáng định hướng perovskites.

Kết quả (Việt) 2:

Hợp chất Oxynitride như CaNbO2N, SrNbO2N, BaNbO2N, và LaNbON2 thuộc về cấu trúc tinh thể kiểu perovskite [131]. Tiến hóa hydro Photocatalytic đã được báo cáo dưới ánh sáng nhìn thấy được từ methanol. SrNbO2N (Ví dụ 1,8 eV) đã được nghiên cứu một cách chi tiết, nơi photoelectrode của SrNbO2N trên một bề mặt dẫn điện trong suốt cho thấy phản ứng oxy hóa nước dưới không thiên vị bên ngoài [132]. Đối tác Tantali của các hợp chất này được phát triển và sử dụng trong xúc tác quang hóa chương trình Z. Các hợp chất như CaTaO2N và BaTaO2N đã được nạp với Pt hợp chất xúc tác và kết hợp với pt / WO3 cho Z tách nước chương trình [133]. Một giải pháp vững chắc của BaTaO2N và BaZrO3 đã được xây dựng cho hydro và oxy tiến hóa, cho thấy hiệu năng cải thiện so với các chất xúc tác quang cá nhân dưới ánh sáng nhìn thấy được [134]. LaTiOxNy là một loại hợp chất perovskite trong đó cho thấy mật độ dòng quang cao dưới ánh sáng nhìn thấy được [135]. Ngoài các perovskites đôi thuộc AA'BB'O6 công thức chung, có một số hợp chất khác cho thấy cấu trúc tinh thể gần với cấu trúc kiểu perovskite, tuy nhiên các hợp chất này không được bao gồm trong tổng quan hiện nay. Về mặt lý thuyết, perovskites đôi cung cấp một phạm vi rộng lớn hơn để thiết kế chất xúc tác quang bằng cách chọn các cation và AA phù hợp 'và BB' các trang web trong mạng. Công việc thiết kế và phát triển của perovskite đôi hiện đang hạn chế và tổng hợp và đặc tính của vật liệu mới trong thể loại này là cần thiết.
5. Tóm tắt và Outlook
Một số lượng lớn các hợp chất perovskite dựa trên (trên 80) đã được nghiên cứu ánh sáng nhìn thấy hướng ứng dụng quang xúc tác. Cấu trúc perovskite cung cấp phạm vi phong phú trong việc thiết kế các hợp chất tiểu thuyết dựa trên A và bên B thuê, làm phát sinh một loạt các hệ thống vật liệu có tính độc đáo. Trong số các hợp chất này, chất xúc tác quang với khoảng cách vùng hoang sơ trong vùng nhìn thấy như LaFeO3, PrFeO3, NaBiO3, và AgBiO3 (Bảng 2) cho thấy hiệu năng quang xúc tác đầy hứa hẹn dưới bức xạ nhìn thấy (> 400 nm). Mặc dù có những báo cáo về các hoạt động quang xúc tác của các hợp chất này, các nghiên cứu chi tiết về các tài liệu này là có giới hạn. Nhiều nỗ lực cần thiết để hiểu được mối quan hệ cấu trúc tài sản trong ferrites như vậy và bismuth hợp chất dựa và nâng cao hoạt tính quang của họ. Trong số các chất bán dẫn khoảng cách băng rộng, SrTiO3- và chất xúc tác quang NaTaO3-dựa trên các hệ thống điều tra nhất. Chiến lược của doping yếu tố nước ngoài trong xúc tác quang khoảng cách băng rộng được sử dụng rộng rãi để tạo ra sự hấp thụ ánh sáng nhìn thấy và sau đó để cho phép hoạt động quang xúc tác. Tuy nhiên, rất ít kiến thức có sẵn trên các tác dụng phụ của tạp chất vào các tính photophysical của hợp chất (ví dụ như, nếu lợi ích thu được từ hoạt động ánh sáng nhìn thấy dopant gây ra đang overweighed bởi sự mất đi ánh sáng tia cực tím). Điều này cần được điều tra đúng trong tương lai. Dopants thích hợp đó vẫn giữ được các đặc tính có lợi của các thành phần máy chủ trong khi gây phản ứng ánh sáng nhìn thấy nên được xác định. Công việc nghiên cứu trên perovskites phức tạp cho thấy các hợp chất này có nhiều ưu điểm khác biệt so với perovskites đơn giản. Thiết kế hợp chất perovskite phức tạp với các yếu tố phù hợp tại các địa điểm A và B để mang tính chất quang xúc mong muốn là một thách thức. Chúng tôi hy vọng thiết kế tính toán sẽ giúp rút ngắn quá trình lựa chọn. Tiến bộ mới trong công cụ tính toán như DFT tính toán cấu trúc ban nhạc dựa trên hiệu quả cao để thiết kế và hiểu hệ thống vật liệu mới
như một số hợp chất perovskite sắt điện triển lãm, sắt từ, hoặc các hiệu ứng áp điện, có một cần phải hiểu được mối tương quan giữa các hiệu ứng và các hoạt tính quang đến một mức độ lớn hơn. Những nghiên cứu này chắc chắn sẽ rất hữu ích trong việc phát triển các chất xúc tác quang ánh sáng nhìn thấy được hiệu quả. Trên một lưu ý cuối cùng, đã có tiến bộ đáng kể trong việc phát triển perovskites ánh sáng nhìn thấy được trong những năm qua. Sự phát triển này đã đặt một nền tảng tốt cho công việc tương lai trong lĩnh vực này. Hiểu biết thêm về các tinh thể và các yếu tố cấu trúc điện tử đằng sau hoạt động quang xúc tác là cần thiết cho sự phát triển tương lai của perovskites ánh sáng theo định hướng có thể nhìn thấy hiệu quả.