Cs0.33WO3纳米棒用于增强光催化还原空气气氛中CO2的性能

光催化还原CO₂被公认为一种很有潜力缓解能源危机和环境污染的方法. 理所当然地, 改性或者开发合适的光催化材料使其拥有高的光催化CO₂还原活性成为了一个研究热点. 

近日，武汉理工大学王金龙教授和吴晓勇副教授等人在Science China Materials上发表研究论文，用一种“控制水释放”的水热法制备了一系列钼改性的钨青铜Cs_0.33WO₃， 以期该物质能拥有良好的光催化CO₂还原性能。有趣的是, 通过部分Mo取代晶体中的W，Cs_0.33WO₃的光催化CO₂还原性能得到显著提高，明显优于纯的Cs_0.33WO₃和Mo掺杂的W₁₈O₄₉。5%Mo掺杂的Cs_0.33WO₃在厌氧气氛中展现出了最优的光催化还原低浓度CO₂性能，其中CO产率为7.5 μmol g⁻¹ h⁻¹，而甲醇产率为3.0 μmol g⁻¹ h⁻¹。更重要的是， Mo掺杂的Cs_0.33WO₃系列在氧气存在的条件下，能够直接光催化还原空气气氛中的CO₂，这有利于其实际应用。Mo掺杂的Cs_0.33WO₃光催化活性优于其他对应材料，主要原因是Mo⁵⁺的等离子共振引起的光吸收增强、大大提高的电荷分离能力以及Mo和Cs在晶体中的共同作用等。

图1 Mo掺杂的Cs_0.33WO₃在厌氧气氛中的光催化还原CO₂性能。

本工作可能为设计用于高效低浓度CO₂还原的光催化材料提供一种简易的方法。

该研究成果最近发表于Science China Materials, 2019, 10.1007/s40843-019-1263-1。

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SCIENCE CHINA Materials, 2019, 10.1007/s40843-019-1256-0

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