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光热材料修饰的TiO2增强太阳能诱导的光热协同催化CO2转化
摘要： 具有窄带隙的半导体材料因其对红外区域的高吸收强度，是理想的光热转换材料。本研究基于紫外响应型TiO?化合物，与窄带隙半导体材料CuS复合制备了CuS/TiO?复合材料，用于全光谱照射下的CO?转化。实验结果表明，2% CuS/TiO?因太阳光诱导的光热协同效应展现出更高的光催化CO?还原效率。CuS能吸收并转化红外光为热能，从而拓宽太阳光在CO?转化中的利用范围。通过原位傅里叶变换红外光谱（FT-IR）从分子层面阐释了光催化机理。该工作为窄带隙半导体化合物与TiO?集成利用太阳能实现CO?转化提供了可行途径。
关键词： 二氧化钛、光催化、太阳能、硫化铜、二氧化碳转化
更新于2025-09-23 15:23:52
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用于将二氧化碳光还原为可再生碳氢燃料的Pd/TiO2纳米线制备
摘要： 本研究采用水热法制备了多种负载钯的二氧化钛纳米线（Pd/TiO2-NW）催化剂，并评估了其光催化还原二氧化碳生成甲烷（CH4）和一氧化碳（CO）的性能。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、电感耦合等离子体原子发射光谱、透射电子显微镜、紫外-可见光谱、X射线光电子能谱及光致发光分析对光催化剂进行了表征。在TiO2-NW上添加钯可提高二氧化碳光还原生成CH4和CO的产率。其中0.5 wt% Pd/TiO2-NW表现出最优性能，CO和CH4的产率分别达到50.4和26.7 μmol/g。此外，该催化剂重复使用30天后仅出现轻微光催化活性损失。研究还提出了二氧化碳光还原的反应机理。因此，Pd/TiO2-NW是还原二氧化碳生成CH4和CO的高效光催化剂。
关键词： 可再生碳氢燃料、二氧化碳转化、光催化剂、负载钯的二氧化钛纳米线
更新于2025-09-23 15:23:52
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利用可见光响应型晶体氧化亚铜/还原氧化石墨烯实现二氧化碳的可持续回收
摘要： 本研究采用简单溶液化学法制备了掺杂还原氧化石墨烯的晶体氧化亚铜（记为Cu2O-rGO-x，其中x代表rGO含量分别为1%、5%和10%）。这些Cu2O-rGO-x复合材料结合了菱形十二面体Cu2O与rGO纳米片的优势，被研究作为可见光敏感催化剂用于CO2光催化制甲醇。在Cu2O-rGO-x光催化剂中，可见光照射第20小时时，Cu2O-rGO-5%的光催化甲醇产率可达355.26 μmol g?1cat，约为原始Cu2O纳米晶体的36倍?；钚蕴嵘赡芄橐蛴诳杉馕漳芰υ銮?、电子-空穴对分离优异、Cu2O纳米晶体分散良好及光稳定性提高，这分别通过紫外-可见漫反射光谱、光致发光、扫描/透射电子显微镜和X射线光电子能谱得到证实。该工作展示了一种简便且经济高效的路线，用于制备人工光合作用中高效CO2回收的非贵金属光催化剂。
关键词： 氧化亚铜、太阳能、可见光驱动、石墨烯、二氧化碳转化
更新于2025-09-23 15:22:29
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3D蛋黄@壳层TiO2-x/LDH结构：用于可见光驱动CO2转化的定制化结构
摘要： 通过工程化半导体实现二氧化碳光转化生成碳氢太阳能燃料，被视为应对全球变暖时期能源需求的有效方案。为此，研究团队通过顺序溶胶-凝胶法、氢气处理及水热制备步骤，成功构建了三维蛋黄@壳层结构氢化二氧化钛/钴铝层状双氢氧化物（3D Y@S TiO2-x/LDH）复合架构。该结构无需贵金属助催化剂即可高效实现二氧化碳光还原制取太阳能燃料。时序实验表明：反应2小时内甲醇选择性极高（产率高达251微摩尔/克催化剂·小时），而随着反应时间延长至12小时甲烷产量逐步提升（最高达63微摩尔/克催化剂·小时）。这种卓越效率源于三维Y@S TiO2-x/LDH架构的工程设计——其中介孔蛋黄@壳层结构与层状双氢氧化物层间空间具备优异的二氧化碳吸附能力；TiO2-x中的氧空位可为二氧化碳的吸附、活化和转化提供额外活性位点；此外，Y@S TiO2结构中生成的Ti3+离子及与层状双氢氧化物片层的连接结构，能有效促进电荷分离并将纳米结构的带隙缩减至可见光波段。
关键词： 太阳能燃料、氧空位、光催化、二氧化碳转化、纳米结构
更新于2025-09-23 15:22:29
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类波斯菊的BiOBrxCl1-x固溶体用于光催化全CO2还原生成CO和O2
摘要： 模拟自然光合作用，通过光催化将CO2与H2O整体转化为化学燃料和氧气是光催化领域的一大挑战。本研究实现了在波斯毛茛状BiOBrxCl1-x固溶体上，利用太阳能驱动光催化实现CO2与H2O整体还原生成CO和O2。在模拟太阳光照射下，BiOBr0.6Cl0.4固溶体产生CO的速率为15.86 μmol g?1 h?1，并伴随近似化学计量的O2析出，该速率分别是纯BiOCl（2.11 μmol g?1 h?1）和BiOBr（1.55 μmol g?1 h?1）的7.5倍和10.2倍。增强的光活性归因于BiOBrxCl1-x固溶体形成所调节的中间带隙和能级，促进了光生电荷的分离。除独特的电子结构外，BiOBrxCl1-x固溶体上形成的光诱导氧空位（OV）对CO2还原也起重要作用。
关键词： 二氧化碳转化，BiOBrxCl1-x，固溶体，光催化
更新于2025-09-23 15:21:21
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利用等离子体金-钯纳米颗粒修饰的分级蛋黄@壳TiO2-xHx实现可见光驱动的CO2还原为CH4
摘要： 用于将二氧化碳转化为太阳能燃料的先进半导体光催化剂工程化是解决温室效应和能源?；募咔熬暗牟呗?。本文通过多步工艺制备了具有核壳结构金钯等离子体纳米颗粒修饰的分级海胆状蛋黄@壳层缺氢二氧化钛（HUY@S-TOH/AuPd），并将其作为先进的可见光活性光催化剂应用于二氧化碳甲烷化反应，产率达到47微摩尔/克催化剂·小时（7小时后最高达126微摩尔/克催化剂）。该结构中不同功能位点对气体高效吸附、强可见光激活及剧烈电子传输的协同作用，是实现高效光催化二氧化碳转化的关键。这种智能设计不仅揭示了建筑结构工程提升光电转换效率的机理，更为可持续能源生产提供了一种可行且高效的光催化工艺方案。
关键词： 纳米结构、等离子体纳米粒子、光催化、二氧化碳转化、氧空位
更新于2025-09-23 15:19:57
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超薄Bi4O5Br2纳米片用于选择性光催化CO2转化为CO
摘要： 具有独特催化性能的超薄二维材料引起了研究人员的广泛关注。本文通过前驱体法控制五水合硝酸铋与溴化十六烷基三甲基铵的摩尔比，合成了超薄Bi4O5Br2纳米片（Bi4O5Br2-UN）。X射线衍射、原子力显微镜和高分辨透射电镜证实了Bi4O5Br2-UN的超薄结构。在紫外-可见光照射下，Bi4O5Br2-UN对CO2转化表现出优异的选择性光催化活性，同位素实验也验证了这一结果。反应2小时后，Bi4O5Br2-UN的CO产率达63.13 μmol g?1，约为块体Bi4O5Br2（27.56 μmol g?1）的2.3倍。此外，整个催化过程中Bi4O5Br2-UN的CO选择性始终高于99.5%。增强的CO2吸附能力、合适的能带位置及改善的电荷分离共同促成了Bi4O5Br2-UN的卓越光催化性能。通过原位傅里叶变换红外光谱分析了Bi4O5Br2-UN催化CO2转化的光催化机理。
关键词： Bi4O5Br2、二氧化碳转化、光催化、选择性、超薄
更新于2025-09-09 09:28:46
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一种专门暴露的氧化钴/氮化碳二维异质结构用于二氧化碳光还原
摘要： 光催化还原二氧化碳为实现碳中和提供了途径，可将燃料消耗产生的二氧化碳转化回燃料。挑战在于探索具有高电荷分离效率和有效二氧化碳吸附能力的材料以促进光还原反应。本研究报道了由Co3O4/二维g-C3N4（COCN）组成的二维异质结构能显著提升二氧化碳还原为一氧化碳的光催化性能，其一氧化碳产率达419微摩尔/克·小时，选择性达89.4%，分别是纯二维g-C3N4和Co3O4的13.5倍和2.6倍。这种增强的光催化性能源于：（一）通过特定暴露晶面界面连接的独特二维异质结构带来的增强光吸收能力和电荷分离效率；（二）优异的二氧化碳吸附能力。该研究可为建立基于异质结构的光催化二氧化碳还原体系提供见解。
关键词： g-C3N4、Co3O4、复合光催化剂、二氧化碳转化
更新于2025-09-04 15:30:14