黃洪偉/陳芳/汪圣堯AM:梯度W空位層Bi2WO6納米片助力CO2光還原 2023年10月6日 上午12:31 ? 頭條, 百家, 頂刊 ? 閱讀 18 二氧化碳(CO2)的慢電荷動(dòng)力學(xué)和大活化能,嚴(yán)重阻礙了CO2光還原的效率。缺陷工程是一種成熟的策略,而常見的0D空位缺陷的作用一直局限于促進(jìn)表面吸附。 基于此,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)黃洪偉教授和陳芳博士、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)汪圣堯教授等人報(bào)道了通過后蝕刻方法在Bi2WO6納米片上產(chǎn)生厚度為3-4 nm的梯度鎢(W)空位層。在不需要任何輔助催化劑和犧牲試劑的情況下,W-空位層Bi2WO6納米片具有出色的光催化CO2還原性能,CO產(chǎn)率為30.62 μmol g?1 h?1,選擇性為99%,是同類反應(yīng)體系中最好的催化劑之一。 由于其不飽和配位環(huán)境,Vw-BWO具有更高的CO2吸附能力。通過CO2-TPD測(cè)試發(fā)現(xiàn),根據(jù)解吸溫度的不同,可分為三個(gè)吸附部分,對(duì)應(yīng)三個(gè)不同的堿性位點(diǎn)。較低吸附溫度(<200 ℃)可歸為弱堿性位點(diǎn),第二吸附區(qū)(200-400 ℃)可歸為中等堿性位點(diǎn),其它部分(>400 ℃)可歸因于強(qiáng)堿性位點(diǎn)。具體而言,弱堿性位點(diǎn)的活性不足以使電子在CO2和催化劑之間流動(dòng),而強(qiáng)堿性位點(diǎn)表明CO2與催化劑之間能夠形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵,不利于CO2參與后續(xù)還原反應(yīng)。 通過Gibbs自由能計(jì)算發(fā)現(xiàn),CO2通過以*COOH為中間體的加氫步驟還原為CO,*COOH的生成是兩個(gè)樣品的限速步驟。Vw-BWO上限速階躍(*CO2 + + H+ → *COOH)過渡態(tài)形成的自由能壘為0.82 eV,低于BWO。對(duì)比BWO,Vw-BWO更容易形成*COOH,有利于CO的光催化生成。 結(jié)果表明,梯度W空位的引入導(dǎo)致W空位周圍形成低配位的W和Bi原子位,改變了CO2在催化劑表面的吸附類型,最終降低了CO2轉(zhuǎn)化為CO的勢(shì)壘。 Gradient Cationic Vacancies Enabling Inner-to-outer Tandem Homojunction: Strong local Internal Electric Field and Reformed basic sites Boosting CO2 Photoreduction. Adv. Mater., 2023, DOI: 10.1002/adma.202302538. https://doi.org/10.1002/adma.202302538. 原創(chuàng)文章,作者:Gloria,如若轉(zhuǎn)載,請(qǐng)注明來源華算科技,注明出處:http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/06/cad33708f4/ 催化 贊 (0) 0 生成海報(bào) 相關(guān)推薦 ?吉大徐吉靜Matter:原位構(gòu)建沸石微管編織隔膜用于超高容量鋰氧電池! 2022年11月20日 –60至55℃寬溫!211博導(dǎo),聯(lián)手浙大「國(guó)家級(jí)高層次人才」,最新Nature子刊! 2024年10月17日 彪悍鈣鈦礦,后浪疊前浪!11年之后,“小老弟”帶著大佬發(fā)Science! 2023年10月8日 程濤&王殿龍&王博AM:-30至60℃寬溫電解液! 2022年10月20日 水和油混合,兩幅圖,發(fā)一篇Science! 2023年10月17日 物理所Nature子刊:硫化物固體電解質(zhì)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)循環(huán)全固態(tài)Li-In||TiS2電池 2023年9月29日