SCMs|无表面活性剂定向一维/二维NiZn-LDH异质结实现100%高效选择性光催化CO2还原

构建高度定向、有序的一维/二维异质结催化材料是解决能源和环境危机的重要途径。

近日，福州大学于岩教授和庄赞勇教授等人在Science China Materials发表研究论文，报道了在不添加表面活性剂条件下，纳米层状双金属氢氧化物（NiZn-LDHs）可以在生长过程中自发调控其生长晶面，并通过一种非经典取向结合生长机制，形成高度定向、有序的一维/二维异质结构，表现出优异的光催化还原CO₂性能。

本文要点：

1) 定向、有序异质结结构的形成源于一维NiZn-LDH纳米针的(101)面和二维NiZn-LDH纳米片的(100)面之间的晶格匹配。

2) 定向、有序异质结结构促使一维基元在二维基元上高度分散，而高度分散的一维NiZn-LDH富含缺陷，具有较强的CO₂吸附和活化能力。

3) 定向一维/二维异质结强化了一维和二维基元之间的相互作用，可加速光生电子从二维基元向含活性位点一维基元的定向传输，赋予催化材料优异的可见光光催化还原CO₂性能（CO的产出速率达16,950 µmol g^-1 h^-1；CO选择性高达100%）。

本工作展示了各向异性纳米结构材料可以自发调控其生长行为，为高效、定向、有序的异质结催化材料的设计提供了新的思路。

文章信息

Zhang T., Zhao X., Lin M., et al. Surfactant-free synthesis of ordered 1D/2D NiZn-LDH heterostructure through oriented attachment for efficient photocatalytic CO₂ reduction with nearly 100% CO selectivity. Sci. China Mater. (2023).

https://doi.org/10.1007/s40843-022-2381-6

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