顶刊+Rap，光催化材料强势出道！

Appl. Catal.：（Cu₂O）_x‖TiO₂异质结光催化氧化HMF

2022年9月19日，著名期刊Applied Catalysis B: Environmental报道了一种催化性非常好的光催化剂（Cu₂O）_x‖TiO₂。研究人员首先通过化学还原沉淀法制备了具有p-n异质结构的（Cu₂O）_x‖TiO₂光催化剂，然后用其催化氧化5-羟甲基糠醛(HMF)。他们将制备好的光催化剂与HMF分散在水中，然后在氙灯（波长350-380nm）照射下进行催化反应。
实验结果表明，催化剂作用下HMF被氧化生成2,5-二甲酰基呋喃（DFF）的最佳产率为64.5mgg^-1h^-1，且随着催化剂中Cu₂O/TiO₂比值从0.08提高到1.5，催化剂对于HMF的转化率从61%持续下降到11%，而DFF的选择性从29%上升到85%，说明Cu₂O和TiO₂半导体可以协同控制HMF的转换和DFF的选择性。进一步的研究发现，TiO₂的含量决定了HMF的转化率，而Cu₂O的含量和TiO₂的结晶相（即锐钛矿和金红石）影响了DFF的选择性。研究人员发现Cu₂O和TiO₂之间的p-n异质结一方面可以提高二氧化钛的光利用能力，另一方面也可以提高氧化铜的氧化还原能力，可以通过O₂的激活促进Cu₂O上¹O₂的生成。这项工作中TiO₂基催化剂对HMF在可见光下的选择性氧化效果理想。

文章题目

Sunlight-driven photocatalytic oxidation of 5-hydroxymethylfurfural over a cuprous oxide-anatase heterostructure in aqueous phase

文章链接

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2022.122006

AFM:一种新型近红外结晶氮化碳光催化剂

2022年9月16日，著名期刊Advanced Functional Materials报道了一种独特的近红外结晶氮化碳光催化剂。在该项工作中，研究人员以单分子碳酰肼（CBZ）为前驱体通过直接熔盐的方法得到氮化碳催化剂。常用的掺杂策略经常会导致晶体结构破坏和结晶度降低，而这种制备方法不需要额外的处理和添加其他物质，直接将特殊前驱体本身产生的结构氧引入到C₃N₄的框架中，从而形成了高度结晶结构。值得注意的是，这种结构氧结晶结构只在以CBZ为前驱体的样品中观察到，在普通的含氧源尿素中则没有得到类似的结果。
进一步的检测发现，结晶氮化碳光催化剂的n→π*激发明显增强，吸收边缘延长到1400nm。理论计算证实了其带隙随着结构氧的引入而变窄，并形成了局部的内部电场，可以增强光生电荷载流子的分离，促进电荷转移，与实验结果一致。受益于结构性氧的融入和结晶结构的形成，所制备的光催化剂呈现出高于对比氮化碳样品11.6（λ>420nm）和 300（λ>450nm）倍的光催化反应能力，更重要的具有活跃的近红外产氢（λ>700nm）和长波长整体水分离（λ=600nm）能力，这在单一的光催化剂中是很少报道的。这项工作为近红外光催化剂的开发提出了一个可行的策略。

文章题目

A Crystalline Carbon Nitride Based Near-Infrared Active Photocatalyst

文章链接

 https://doi.org/10.1002/adfm.202207375

AM:构筑新型光催化剂CoOx/N-C-ZnO用于CO₂光还原

2022年9月1日，著名期刊Advanced Materials报道了一种CoOx纳米簇修饰金属有机框架（MOF）衍生的分级有序多孔氮和碳共掺杂ZnO（N-C-ZnO）结构的纳米反应器（CoOx/N-C-ZnO），用于由可见光驱动CO₂转化为CO。
该团队通过紧密堆积的PS模板化MOF结晶，然后通过两步受控热解合成了CoOx纳米簇修饰的ZnO大孔纳米反应器（CoOx/N-C-ZnO）。他们以CoOx/N-C-ZnO为催化剂，在优化的温和条件（λ≥400nm可见光照射，[Ru (bpy)³]Cl₂·6H₂O作为光敏剂，三乙醇胺（TEOA）作为牺牲剂）下对CO₂进行了光催化还原性能的评价。结果表明，在长时间的可见光照射下，催化剂仍表现出较高的CO生成速率。此外，具有独特孔隙结构的CoOx/N-C-ZnO还有优越的CO₂到CO的转化性能，CO产率为26.3µmolh^-1，高于CoOx@ZnO（9.6µmolh^-1）、N-C-ZnO（1.5µmolh^-1）和固体催化剂（5.4µmolh^-1）。这项工作开发了一种设计精良的高性能二氧化碳光还原催化剂，这将为各种太阳能-化学转化过程的先进催化剂的构建提供新的灵感。

文章题目

Implanting CoOx Clusters on Ordered Macroporous ZnO Nanoreactors for Efficient CO₂ Photoreduction

文章链接

https://doi.org/10.1002/adma.202204865

传统的光催化材料（如TiO₂、ZnO、SnO₂等）在进行复合或者重新挖掘以后，也会散发耀眼的光芒，你想知道还有哪些材料也可以用于光催化研究吗，让先丰Rapper工程师带你了解！

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