南京大学固体微结构物理国家重点实验室、物理学院、环境材料与可再生能源研究中心周勇教授/邹志刚院士团队设计出一种富含铋空位的全{001}面暴露的自组装玫瑰状BiOCl材料（简称VBOC），研究了引入的金属阳离子空位对光生空穴的吸引作用，空位形成的中间能级允许多余的电子聚集在邻近原子周围，累积的多余电子会转移到缺陷能级，最终迁移到导电带，并提供较低的反应能垒，提高了电子-空穴的分离效率，抑制复合，实现了直接转化空气中CO₂为一氧化碳。实验通过球差电镜直观展示了铋空位的排布情况，并用拉曼、同步辐射、原位红外以及XPS表征由空位引发的结构扭曲和原子环境变化。另外，在空气还原方面，该团队测定了材料的CO₂吸附量并计算出光激发后活性位点的电荷密度差分图，证实了VBOC的强吸附能力，这种能力是进一步实现在空气中有效进行温室气体价值转换的重要保障。该成果以Bismuth Vacancies Induced Efficient CO₂ Photo-reduction in BiOCl Directly from Natural Air: A Progressive Step toward Nature Photosynthesis为题于11月13日在Nano Letters在线发表。