量子尺寸效应能够导致材料能级分裂和能带变宽,但是同时由于材料表面吸附、掺杂、缺陷等问题产生挑战,并且未曾受到人们的关注。
有鉴于此,东北师范大学李阳光教授、谭华桥教授、清华大学王训教授等报道通过Cd(CH3COO)2、H3PW12O40(PW12)、油胺作为反应物合成了吸附油胺、掺杂PO43-、以及氧缺陷位点的CdWO4亚1 nm线(记作PO43--CdWO4-X SNWs)。
PO43--CdWO4-X SNWs与块体CdWO4不同的是,表现未曾预料的光吸收(吸收边从292 nm拓展至453 nm),能带从4.25 eV降低至2.74 eV,产生显著的可见光催化CO2还原性能。在410 nm LED光催化反应,PO43--CdWO4-40 SNWs具有最高的光催化还原CO2制备CO性能,生成CO的产率达到1685 μmol g-1 h-1。
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DFT理论计算说明吸附油胺能够提高价态,增强反应物和中间体的吸附,降低反应能垒,因此表现优异的光催化还原CO2性能。
这项工作展示了表面吸附物种,掺杂,缺陷对亚纳米材料的物理化学性质和催化反应性能的影响。
参考文献
Yanchun Liu, Changyan Zhu, Xia Zhao, Huaqiao Tan, Sihang Cheng, Dan Yang, Xun Wang, Yangguang Li, CdWO4 Sub-1 nm Nanowires for Visible-light CO2 Photoreduction, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202418349
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202418349