基于MoO3-x局域表面等离子体共振的阳光诱导光热协同催化CO2转化

摘要： 光催化将CO?转化为太阳能燃料被视为同时缓解温室效应和解决能源短缺的替代途径。由于太阳能利用效率相对较低，高效光捕获与热化学转化一直是光催化领域亟待攻克的难题。本研究通过在MoO?中引入氧空位来捕获近红外(NIR)光子，从而提升光热CO?还原效率。氧空位触发的MoO?-x局域表面等离子体共振(LSPR)效应实现了NIR光子的高效捕获。此外，氧空位能促进载流子分离、增强缺陷表面CO?吸附能力，并降低转化过程中CO?加氢反应能垒。结果表明，在模拟太阳光(UV-Vis-IR)照射下，MoO?-x展现出比MoO?显著增强的光热协同CO?还原性能：CO产率达10.3 μmol·g?1·h?1（是MoO?的20倍，后者仅0.52 μmol·g?1·h?1），CH?产率达2.08 μmol·g?1·h?1（是MoO?的52倍，后者仅0.04 μmol·g?1·h?1）。原位FT-IR与理论计算进一步证实了MoO?-x的活性增强机制。该研究凸显了缺陷工程对提升CO?光热催化转化的重要意义。