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中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心 — 宋茂勇老師課題組

發(fā)布時(shí)間：2024-12-10

第一作者：陳程

通訊作者：宋茂勇

文章名稱：《Efficient photoreduction of CO2 to CO with 100% selectivity by slowing down electron transport》

影響因子：15.0

文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c14590

01老師簡(jiǎn)介

宋茂勇老師是中科院生態(tài)環(huán)境研究中心副主任、環(huán)境納米技術(shù)與健康效應(yīng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任；主要從事環(huán)境分析化學(xué)、環(huán)境毒理學(xué)以及環(huán)境納米技術(shù)方面的研究；在JACS、ES&T、ChemCommu等雜志發(fā)表SCI論文80余篇。

02論文研究背景

在催化還原CO2反應(yīng)中，還原產(chǎn)物的選擇性和產(chǎn)率相對(duì)較低，并且很難實(shí)現(xiàn)同步增長(zhǎng)，一直限制著該綠色技術(shù)的推廣應(yīng)用。

03論文摘要

研究發(fā)現(xiàn)，提高?型異質(zhì)結(jié)TiO2/BiVO4中的TiO2組分能夠?qū)崿F(xiàn)減慢電子傳輸，可滿足CO2還原生成CO的2電子需求，抑制生成CH4需求的8電子路徑，提高CO的選擇性。當(dāng)TiO2與BiVO4的摩爾比為4時(shí)，CO的選擇性達(dá)到100%。在TiO2/BiVO4-4基礎(chǔ)上，負(fù)載Cu單原子，可將CO產(chǎn)率進(jìn)一步提升3.83倍，并且CO的選擇性仍然保持100%。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)CO的100%選擇性主要得益于載體TiO2/BiVO4-4的低速電子傳輸，Cu單原子的引入不會(huì)加快電子傳輸，而是通過(guò)吸附活化CO2，促進(jìn)生成更多的CO。這種將異質(zhì)結(jié)與單原子耦合的兩步調(diào)控策略，實(shí)現(xiàn)了同步提高還原產(chǎn)物CO的選擇性和產(chǎn)率，有望解決光催化還原CO2生成的C1/C2+產(chǎn)物一直面臨的低選擇性和低產(chǎn)率問(wèn)題。