水氧化是半导体基光催化分解水的限速步骤，而氧空位在半导体光催化剂中普遍存在。本课题组前期工作对半导体中氧空位在光催化水分解中的作用做过大量研究，主要集中在氧空位对半导体的光吸收以及电荷传输方面。本工作在课题组前期研究的基础上，以β-Ga2O3为例，将课题组的工作进行了拓展，研究了氧空位在水氧化中的作用。研究发现，半导体中产生氧空位时，将会带来多余的电子，这些电子可以通过电荷传输的方式传输到水氧化的中间物种，进而改变这些中间物种的吸附能，影响水氧化的过电势。不同位置和不同类型的氧空位对水氧化的过电势具有不同的影响，本研究表明处于表层下的氧空位对水氧化最有利。本工作为设计富含氧空位的高效水氧化半导体光催化剂提供了理论基础。研究工作发表于 Chemistry of Materials, 2018, 30, 7714-7726.
