天津理工Small:选择性近100%!Z-型异质结构Cu2O/PCN助力CO2光还原水氧化制甲醇

天津理工Small:选择性近100%!Z-型异质结构Cu2O/PCN助力CO2光还原水氧化制甲醇
太阳能驱动的二氧化碳(CO2)与水(H2O)氧化成醇的反应是实现真正人工光合作用的一种很有前途的方法。然而,光生载体的快速重组严重制约了人工光合作用的发展。
近日,天津理工大学张志明教授、姚爽副教授和Hong-Juan Wang(共同通讯作者)等人报道了一种简便的方法,通过在聚合物氮化碳(PCN)上原位生长Cu2O空心纳米晶来构建低成本的Z-型异质结构Cu2O/ PCN。
天津理工Small:选择性近100%!Z-型异质结构Cu2O/PCN助力CO2光还原水氧化制甲醇
研究发现,保护性PCN层和Z 型电荷流可以形成坚固的Cu2O/PCN光催化剂,ECB(-1.15 eV)和EVB(1.65 eV)与NHE相比具有高氧化还原电位的电子和空穴的空间分离可以有效地驱动纯水中CO2光还原为甲醇,密度泛函理论(DFT)计算进一步证实了这一点。
天津理工Small:选择性近100%!Z-型异质结构Cu2O/PCN助力CO2光还原水氧化制甲醇
实验测试发现,Z-型异质结构Cu2O/PCN在8 h内甲醇产率高达276 µmol g-1,选择性约为100%,远优于孤立的Cu2O和PCN以及所有报道的Cu2O基异质结构。
该工作提供了一种独特的策略,通过构建一种低成本的Z-型异质结构,有效且有选择性地促进CO2和H2O转化为高价值化学品。
天津理工Small:选择性近100%!Z-型异质结构Cu2O/PCN助力CO2光还原水氧化制甲醇
Construction of Low-Cost Z-Scheme Heterostructure Cu2O/PCN for Highly Selective CO2 Photoreduction to Methanol with Water Oxidation. Small, 2021, DOI: 10.1002/smll.202103558.
https://doi.org/10.1002/smll.202103558.

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