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氮掺杂显著提升BiOBr光催化还原CO_(2)性能研究
1
作者 宋相海 刘晓颖 +6 位作者 任智祥 刘想 汪梅 吴元锋 周伟强 朱志 霍鹏伟 《物理化学学报》 北大核心 2025年第6期78-90,共13页
光催化还原二氧化碳(CO_(2))是一种有望解决全球能源与环境问题的方法。寻找在CO_(2)转化方面具有高活性和高选择性的催化剂受到了广泛关注。本研究采用简单的水热法合成了超薄氮掺杂的BiOBr纳米片。系统的实验结果表明,氮掺杂降低了Bi... 光催化还原二氧化碳(CO_(2))是一种有望解决全球能源与环境问题的方法。寻找在CO_(2)转化方面具有高活性和高选择性的催化剂受到了广泛关注。本研究采用简单的水热法合成了超薄氮掺杂的BiOBr纳米片。系统的实验结果表明,氮掺杂降低了BiOBr纳米片的厚度并增加了其比表面积。此外,光生载流子迁移效率和CO_(2)吸附能力显著增强,从而提高了光催化还原CO_(2)性能。实验结果表明,2N-BiOBr具有最佳的催化性能,反应在水中进行时,CO的生成速率为18.28μmol·g^(-1)·h^(-1),是纯BiOBr的三倍,且CO选择性接近100%。利用原位FTIR和DFT模拟研究了潜在的光催化机制。机理研究表明,氮原子取代氧原子作为吸附中心时,相比于O—H,BiOBr对CO_(2)的吸附选择性显著增强,并促进了关键反应中间体的形成。本研究为高效光催化材料的制备与开发提供了新的视角,并为光催化技术在能源与环境科学中的应用提供了理论支持。 展开更多
关键词 N掺杂 CO_(2)吸附 超薄BiOBr 光催化剂 CO_(2)还原
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