CsPbBr₃ 양자점 광촉매

완전 무기 전-Cs 금속 할라이드 페로브스카이트(MHP) 양자점 광촉매(최적 크기 ~8.5 nm; 아세트산 에틸 또는 기타 저극성 용매에서 안정화됨)로, paper_182 Perspective에서 조사됨(see Park et al., J. Phys. Chem. Lett. (2021), Fig. 2b). 완전 무기 조성 및 비수계 또는 기상 반응 조건의 요구로 인해 MAPbI3-perovskite-photocatalyst와 구별됨. 가시광선 하에서 CdS를 초과하는 활성을 나타냄.

CO₂ 광환원 — 조촉매에 의한 CO/CH₄ 선택성 조절

• 기본 CsPbBr₃ QD: CO₂ → CO, ~35% 전자 선택성, ~3.4–4 µmol g⁻¹ h⁻¹.
• P3HT (타입 II 이종접합) → CO 선택성 61%.
• Fe-포르피린 MOF 봉입제(MAPbI₃ QD 주위) → CH₄, 88.6% 전자 선택성 (12.9 µmol g⁻¹ h⁻¹).
• Cu-rGO / CsPbBr₃ (기상 CO₂/H₂O 조건) → 99% CH₄ 선택성 (see Park et al., J. Phys. Chem. Lett. (2021), Fig. 2b; PDF p. 8294–8295).

선택성은 타입 I / 타입 II 이종접합 파트너에 의해 제어됨 — MHP-heterojunction-charge-extraction 참조.

유기 변환 반응

CsPbBr₃/CH₃NH₃PbBr₃ 나노결정은 저극성 유기 용매(THF/DCM) 중 알데히드의 α-알킬화에서 TON ~52,000에 도달하며, 이는 Ru/Ir 분자 광촉매 대비 2–3 오더 높은 수치임. 순간 흡수 분석에서 ~50 ps 전자 / ~70 ps 정공 이동 및 ~0.8 µs 라디칼 수명이 관측됨 (see Park et al., J. Phys. Chem. Lett. (2021), PDF p. 8296, Table 1).

관련 항목

CO₂ 선택성은 MHP-heterojunction-charge-extraction에 의해 제어되며, MHP 광촉매 계열 내에서 MAPbI3-perovskite-photocatalyst의 완전 무기 유사체임. 밴드 조율은 perovskite-band-structure-tuning을 따름.