增強豐富的紅外光區(qū)間能量對于光催化還原CO2的工業(yè)化的關(guān)鍵,Plasmonic半導(dǎo)體是非常重要的吸收低能量紅外光吸收產(chǎn)生熱電子,但是調(diào)控?zé)犭娮佑糜谠鰪奀O2還原制備CH4仍然是個挑戰(zhàn)。
有鑒于此,大連民族大學(xué)張振翼教授等報道提出了單原子層(SAL, single-atom-layer)金屬化的概念,增強IR熱電子的產(chǎn)生,促進熱電子用于plasmonic光催化還原CO2制備CH4。
這項研究使用W18O49@W-Sn納米線陣列,其中Sn2+離子修飾在W18O49表面暴露氧原子上,從而構(gòu)筑表面W-Sn SAL層。Sn單原子能夠增強W18O49 NWA的plasmonic IR吸收,W-Sn SAL層不僅促進CO2分子吸附,而且降低反應(yīng)能壘,導(dǎo)致吸熱的CO質(zhì)子化過程變?yōu)榉艧徇^程。
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W18O49@W-Sn納米線陣列的IR光催化還原CO2的CH4選擇性達到>98 %,催化活性比沒有修飾W-Sn SAL的W18O49 NWA高9.0倍。這種SAL金屬化策略能夠應(yīng)用于其他plasmonic半導(dǎo)體促進CO2還原反應(yīng)的CH4產(chǎn)物選擇性。
參考文獻
Na Lu, Xiaoyi Jiang, Yongan Zhu, Linqun Yu, Shiwen Du, Jindou Huang, Zhenyi Zhang, Single-Atom-Layer Metallization of Plasmonic Semiconductor Surface for Selectively Enhancing IR-Driven Photocatalytic Reduction of CO2 into CH4, Adv. Mater. 2024
DOI: 10.1002/adma.202413931
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202413931