近日,淮北師范大學(xué)代凱教授團隊在光催化材料界面調(diào)控研究方面取得重要進展,相關(guān)成果以“Tunable Interfacial Charge Transfer in 2D-2D Composite for Efficient Visible-Light-Driven CO2 Conversion”為題發(fā)表在Advanced Materials(DOI: 10.1002/adma.202300643)上。
光催化CO2轉(zhuǎn)化制備碳?xì)淙剂?,被認(rèn)為是實現(xiàn)碳中和目標(biāo)最具前景的策略之一。然而,由于嚴(yán)重的電荷傳輸阻抗和緩慢的電荷動力學(xué),光催化CO2還原過程的轉(zhuǎn)換效率仍然很低。
代凱教授團隊與中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)劉敬祥副研究員合作,設(shè)計出一種由二維納米片組裝成的氧空位修飾鉬酸鉍納米花(BMOVs)與二維鉍烯形成的復(fù)合材料(Bi/BMOVs),通過BMOVs與鉍烯界面的歐姆接觸設(shè)計,從而有利于光生電荷載流子的遷移(圖1)。
圖1. BMOVs與鉍烯之間的歐姆接觸設(shè)計示意圖及反應(yīng)過程
這種具有可調(diào)控界面電荷傳輸特性的二維-二維 Bi/BMOVs納米復(fù)合材料,能夠構(gòu)建出近零阻抗電荷傳輸?shù)臍W姆接觸界面。此外,復(fù)合材料的2D-2D結(jié)構(gòu)不僅可以為光催化CO2還原過程提供大量的表面活性位點,而且可作為多電子反應(yīng)的平臺。因此,優(yōu)化后的Bi/BMOVs催化劑表現(xiàn)出卓越的CO2還原性能(圖2)。
圖2. 催化劑的二氧化碳還原反應(yīng)示意圖
淮北師范大學(xué)2019級碩士研究生劉麗忠為該論文的第一作者。該項研究得到了國家自然科學(xué)基金、安徽省教育廳優(yōu)秀科研創(chuàng)新團隊的支持。
新聞鏈接:http://www.chnu.edu.cn/xxxw/content_103936
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