杨朋举Appl. Catal. B.：富含氧空位的Co3O4用于光催化CO2还原

在金属氧化物中引入氧空位(OVs)已被证明是促进CO₂活化的有力手段。然而，目前缺乏有效的OVs植入方法阻碍了高活性CO₂还原催化剂的合理设计。

因此，山西大学杨朋举团队报道了一种富含氧空位(OV)的Co₃O₄纳米催化剂，该催化剂对光催化CO₂还原显示出优异的催化活性。

作者在常温常压下(30 ℃和1 atm)通过光化学方法成功制备出富含氧空位(OV)的Co₃O₄纳米催化剂。通过光化学方法制备的Co₃O₄的OVs浓度明显高于常规热化学方法制备的Co₃O₄ OVs浓度。

单个孤立的OV和Co-OV是Co₃O₄骨架内的主要缺陷类型。此外，仅通过控制光照射时间就可以在宽的范围内对Co₃O₄中的OVs浓度进行调节。

实验和DFT计算表明，OVs可以促进CO₂和水的吸附/活化，同时显着降低COOH*形成的能垒，从而加速反应动力学。与缺乏OV的Co₃O₄相比，富含OV的Co₃O₄的CO₂还原活性提高了26.7 倍。

富含OV的Co₃O₄中Co原子的周转频率(TOF)达到3.754 s^-1。更重要的是，这种光化学策略还可以进一步扩展以制备金属硫化物，如MoS₂、MnS、CdS、NiS₂-Ni₃S₄和 Bi₂S₃-BiS₂，为合成缺陷功能的金属氧化物和金属硫化物纳米晶体提供了一种通用的室温光化学策略。

Oxygen vacancies in Co₃O₄ promote CO₂ photoreduction. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120729

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