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對于常見的膠體量子點光催化材料，缺陷工程是調節光電性質的重要方法，能夠實現優異的太陽能轉化為燃料性能。但是如何理解缺陷-缺陷之間的相互作用對于載流子和催化反應動力學的影響仍非常困難。

有鑒于此，電子科技大學王志明、童鑫等報道Zn摻雜修飾Cu缺陷的CuInS₂量子點光催化劑，通過Cu空位和Cu²⁺缺陷態之間協同進行光催化還原CO₂。

主要內容：

（1）

通過穩態和瞬態光學表征，發現Cu空位的密度能夠調控具有光學活性的Cu⁺和Cu²⁺缺陷態（分別表現為Cu_In′′和Cu_Cu^·）的分布規律。

研究發現，Cu⁺缺陷抑制帶間吸收，提高Shockley–Read–Hall復合；Cu²⁺缺陷態能夠增強量子點的激子壽命。

（2）

原位紅外光譜和理論計算結果說明光活性Cu空位附近的Cu²⁺缺陷態能夠活化CO₂生成COOH*，因此顯著改善光催化還原CO₂生成CO的產率，在120 h光催化反應后CO的產率達到532.3 μmol g^-1 h^-1（TON達到~1963）。

參考文獻

Mengke Cai, Xin Tong*, Peisen Liao, Shujie Shen, Hongyang Zhao, Xin Li, Li Xia, Huaqian Zhi, Nan Zhou, Ziqian Xue, Lei Jin, Jieyuan Li, Guangqin Li, Fan Dong, Andrei V. Kabashin, and Zhiming M. Wang*, Manipulating the Optically Active Defect–Defect Interaction of Colloidal Quantum Dots for Carbon Dioxide Photoreduction, ACS Catal. 2023, 13, 15546–15557

DOI: 10.1021/acscatal.3c03884

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.3c03884