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武漢理工大學(xué)Liuyang ZhangJiaguo Yu研究團(tuán)隊(duì)--CdS空心球上原位生長(zhǎng)單層N-摻雜石墨烯用于光催化CO2還原
光催化CO2還原是一種同時(shí)減輕溫室效應(yīng)和能源危機(jī)的有效方法。這里,通過(guò)化學(xué)氣相沉積在CdS空心球上原位生長(zhǎng)單層氮摻雜石墨烯,將其用于有效的光催化CO2還原。該構(gòu)建的光催化劑具有一系列優(yōu)勢(shì),比如中空內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以增強(qiáng)光吸收,薄殼層可以縮短電子遷移距離,緊密粘結(jié)可促進(jìn)載流子分離和轉(zhuǎn)移,單層氮摻雜石墨烯表面可吸附和活化CO2分子。光催化劑和助催化劑之間的無(wú)縫接觸為載流子提供無(wú)污染和大面積的傳輸界面,是一種提高光催化CO2還原性能的有效策略。因此,在本反應(yīng)中CO和CH4作為主要產(chǎn)物,其產(chǎn)率相比于原始CdS空心球可以增加4-5倍。這項(xiàng)工作強(qiáng)調(diào)了調(diào)控光催化劑和助催化劑的接觸界面的重要性,為異質(zhì)結(jié)的無(wú)縫和大面積接觸提供了新思路。
Figure 1.(a)NG/CdS HS制備過(guò)程示意圖,(b-e)相應(yīng)的場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡圖(FESEM),(f,g)CdG2的FESEM圖,(h,i)CdG2的TEM圖, (j)CdG2的STEM圖及其相應(yīng)的元素漫譜圖。
Figure 2. CdS, NG, 和 CdG2在黑暗或UV照射下的高分辨率ISI-XPS譜:(a)Cd 3d , (b)S 2p , (c)C 1s , 和(d)N 1s。
Figure 3. (a)CdS, NG, 和 CdG2的CO2吸附曲線,(b)CdG2的DRIFTS譜,(c)CdS, CdG1, CdG2, CdG3, and CdG5的光催化CO2還原性能表征,(d)CdG2循環(huán)性能測(cè)試(12次),(e,f)CdG2產(chǎn)生的CO和CH4的氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)分析。
該研究工作由武漢理工大學(xué)Liuyang Zhang和 Jiaguo Yu研究團(tuán)隊(duì)于2019年發(fā)表在Adv. Mater.期刊上。
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