文献速递 | 云南大学郭洪教授 Appl. Surf. Sci. 富含量子点的中空异质结促进光催化CO₂高效还原为CO和CH₄

第一作者：王小凤

通讯作者：郭洪

DOI:10.1016/j.apsusc.2022.154601

#本文亮点

本工作成功设计了中空g-C₃N₄与CuInZnS量子点之间的异质结，中空结构提供了更大的比表面积，增强了催化剂的光吸收。CuInZnS量子点的负载增强了CO₂在中空g-C₃N₄上的吸附和活化能力。

前言

2022年8月，Applied Surface Science杂志在线发表了云南大学郭洪教授团队在光催化CO₂还原领域的最新研究成果。该工作报道了g-C₃N₄@Cu-In-Zn-S QDs中空异质结高效光催化还原CO₂。论文第一作者为：硕士研究生王小凤，论文通讯作者为：郭洪教授。

背景介绍

近年来，化石燃料的过度使用导致温室气体的大量排放已经引起了全球的能源危机及环境问题，极大地阻碍了人类社会的可持续发展。如何去除环境中的温室气体已经成为大家关注的热点。由于C=O（~750 kJ / mol）裂解能高，通过光转化CO₂远没有在实际应用中得到普及。因此，开发具有优异效率、显著活性和稳定性的光催化剂对CO₂减排具有重要意义。基于CuInZnS量子点与中空g-C₃N₄可能耦合的能带结构，该团队设计开发了一种将量子点通过静电自组装的方式锚定在中空g-C₃N₄上形成异质结光催化剂，该催化剂不仅结合了中空g-C₃N₄和量子点的优点，两者之间的异质结引起能带弯曲，形成内建电场，促进光生电子-空穴对的分离，提高光生载流子的利用效率。

本文所用仪器

图表解析

全文小结

本工作采用简单的静电自组装方法和形貌可控策略，成功构建了中空CN@CIZS量子点光催化剂，该复合光催化剂结合了中空CN稳定的物理化学性能，中空结构增加了表面积，使0D材料CIZS量子点均匀覆盖在中空CN表面，相对完整地保留了量子点对可见光吸收能力突出的特性，提高了光诱导载流子的分离效率。上述优点显著加快了复合材料在可见光照射下对CO₂转化的光催化能力。与纯CIZS量子点和中空CN相比，中空CN@CIZS QDs复合光催化剂对CO₂还原为CO和CH₄表现出更高的活性。这项工作为光催化CO₂还原提供了一个新的策略。

作者介绍

郭洪教授：云南大学，教授，博士生导师，博士后合作导师。云南省学术带头人，云南大学东陆学者，中国硅酸盐学会固态离子学分会理事（CSSI），国际能源与电化学科学研究院(IAOEES)理事，国际电化学会（ISE）会员，国家科技专家库在库专家。先后主持国家自然科学基金面上项目、973计划课题项目、云南省重点、教育部重点项目等20余项省部级及以上课题。主要从事电化学储能及环境催化研究。以第一作者及通讯作者在Adv. Mater., ACS Energy Lett., Energy Storage Mater., Adv. Funct. Mater., Nano Energy., Appl. Catal. B-Environ.等学术期刊发表论文100余篇，引用超过6000次。申请及授权30余项中国发明专利。在新能源及环境化学方面具有较高的国际学术影响力。

文献信息：

Xiaofeng Wang, Jingwen Jiang, Qijun Xu, Lingyan Duan, Hong Guo. Understanding inclusive quantum dots hollow CN@CIZS heterojunction for enhanced photocatalytic CO₂ reduction. Applied Surface Science 2022, 604, 154601.

https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2022.154601

往期回顾：

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本文素材来源：云南大学郭洪教授团队