S型CeO2/Bi2MoO6微球異質(zhì)結(jié)的理性設計及其高效光催化CO2還原
2024-10-14 00:00:00許修濤邵春風張金鋒王中遼代凱
物理化學學報 2024年10期
關鍵詞：電荷轉(zhuǎn)移
摘要：人工半導體光催化CO2轉(zhuǎn)化被廣泛認為是模擬自然碳循環(huán)的最有前途的策略之一。其中，Bi2MoO6具有光催化CO2轉(zhuǎn)化的潛力。然而，由于其光生電荷載體的快速復合，其催化性能仍然不足。因此，改善Bi2MoO6的催化效率是一個緊迫的問題。在這項研究中，我們通過水熱法合成了Bi2MoO6納米片，并在其表面同時生長了CeO2納米顆粒，形成了Ce3+/Ce4+離子橋接修飾的S型異質(zhì)結(jié)。時間分辨光致發(fā)光光譜和光電化學測試揭示了這種異質(zhì)結(jié)的增強電荷分離效應。此外，原位X射線光電子能譜分析和理論計算進一步證實，光生電子轉(zhuǎn)移路徑遵循S型機制，從氧化型半導體Bi2MoO6的導帶轉(zhuǎn)移到還原型半導體CeO2的價帶。實驗結(jié)果表明，CeO2/Bi2MoO6、Bi2MoO6和CeO2的光催化CO2還原為CO的效率分別為65.3、14.8和1.2 μmol?g?1?h?1。與純Bi2MoO6相比，CeO2/Bi2MoO6復合催化劑將CO2光催化還原為CO的催化效率提高了3.12倍。這項工作為設計和構(gòu)建新型S型異質(zhì)結(jié)光催化劑提供了獨特的見解。
關鍵詞：光催化CO2轉(zhuǎn)化；CeO2；Bi2MoO6；S型異質(zhì)結(jié)；電荷轉(zhuǎn)移
中圖分類號：O643
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