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探究异质结构BiOBr/ZnAl-LDH界面电荷迁移及其高效CO_(2)还原活性
1
作者
王正超
黄晓卷
+1 位作者
毕迎普
张亚军
《分子催化(中英文)》
北大核心
2025年第2期101-110,I0001,共11页
异质结构光催化材料具有高效的电荷转移路径,在光催化领域得到了广泛的研究及应用,但其在光催化CO_(2)还原过程表界面电荷转移动力学行为及其表界面化学组分演变过程却鲜有报道.我们采用原位X射线光电子能谱仪和原位红外光谱相结合的方...
异质结构光催化材料具有高效的电荷转移路径,在光催化领域得到了广泛的研究及应用,但其在光催化CO_(2)还原过程表界面电荷转移动力学行为及其表界面化学组分演变过程却鲜有报道.我们采用原位X射线光电子能谱仪和原位红外光谱相结合的方式,深入探究了异质结构BiOBr/ZnAl-LDH界面电荷转移及其在光催化CO_(2)还原过程中表界面化学组分动态演变.研究发现:在基态条件下CO_(2)吸附并键合于BiOBr中的Bi活性位,导致Bi—^(*)CO_(2)和Bi—^(*)CO物种出现,而H_(2)O分子能够吸附在ZnAl-LDH中的Zn活性位上.当光辐照于样品表面,Bi—^(*)CO_(2)峰显著降低,Bi—^(*)CO明显升高,说明CO_(2)分子在Bi活性位发生活化断键;而在Zn位上H_(2)O峰下降,OH峰升高,表明H_(2)O分子在Zn活性位发生氧化解离来提供质子.活性测试结果表明BiOBr/ZnAl-LDH的CO析出速率为46.03μmol·g^(-1)·h^(-1),相比于ZnAl-LDH(6.88μmol·g^(-1)·h^(-1))和BiOBr(21.58μmol·g^(-1)·h^(-1))分别提升了6.7和2.1倍.该研究工作为异质结构光催化材料高效CO_(2)还原提供了重要研究思路.
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关键词
光催化
异质结构
BiOBr/ZnAl-LDH
界面电荷迁移
CO_(2)还原
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职称材料
析氧助催化剂增强光阳极光电催化分解水性能研究进展
被引量：
4
2
作者
符淑瑢
王丽娜
+3 位作者
王东伟
刘蕊
张晓慧
马占伟
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期2353-2370,共18页
氢气因其热值高、质轻、可存储且无碳排放,被认为是最佳的碳中和能源载体。光电催化分解水制氢技术是目前生产绿氢最理想的技术途径之一,但光阳极表面水氧化速率极为缓慢,限制了阴极产氢效率。析氧助催化剂在水氧化反应过程中能够为其...
氢气因其热值高、质轻、可存储且无碳排放,被认为是最佳的碳中和能源载体。光电催化分解水制氢技术是目前生产绿氢最理想的技术途径之一,但光阳极表面水氧化速率极为缓慢,限制了阴极产氢效率。析氧助催化剂在水氧化反应过程中能够为其提供高效的活性中心,使反应易于发生,进而促进阴极产氢效率。本文从光阳极表面助催化剂的起源和作用出发,综述了近年来半导体光电极表面的助催化剂类型、微纳结构对水氧化活性的影响、界面构筑策略和光电性能研究进展。首先,阐述了电催化剂作为光阳极助催化剂在水氧化反应中所扮演的角色,不同助催化剂对半导体光电极的电荷分离和转移及稳定性的影响;然后,总结了助催化剂对半导体光电极光电催化活性的影响因素(尺寸效应、表面缺陷和氟化)。进一步归纳了助催化剂/半导体之间的界面优化策略(载流子传输通道、空穴储存层和界面化学键)。最后对析氧助催化剂所面临的问题和未来的发展方向进行了探讨和展望,认为通过调控析氧助催化剂的晶体结构、簇、单原子和界面化学键能够增强光阳极光电催化分解水的性能,并提出羰基金属是一种独特的构筑析氧助催化剂前体。
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关键词
析氧助催化剂
纳米结构
制氢
光电催化
界面电荷迁移
太阳能
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职称材料
题名
探究异质结构BiOBr/ZnAl-LDH界面电荷迁移及其高效CO_(2)还原活性
1
作者
王正超
黄晓卷
毕迎普
张亚军
机构
中国科学院兰州化学物理研究所低碳催化与二氧化碳利用全国重点实验室
中国科学院大学
出处
《分子催化(中英文)》
北大核心
2025年第2期101-110,I0001,共11页
基金
国家自然科学基金(21832005,22472183,22072168,22002175)
中国科学院兰州化学物理研究所重大项目(ZYFZFX-3)
+1 种基金
中国科学院西部之光“西部青年学者”和中国科学院西部之光联合基金(xbzg-zdsys-202209)
甘肃省重大科技专项项目(22ZD6GA003)。
文摘
异质结构光催化材料具有高效的电荷转移路径,在光催化领域得到了广泛的研究及应用,但其在光催化CO_(2)还原过程表界面电荷转移动力学行为及其表界面化学组分演变过程却鲜有报道.我们采用原位X射线光电子能谱仪和原位红外光谱相结合的方式,深入探究了异质结构BiOBr/ZnAl-LDH界面电荷转移及其在光催化CO_(2)还原过程中表界面化学组分动态演变.研究发现:在基态条件下CO_(2)吸附并键合于BiOBr中的Bi活性位,导致Bi—^(*)CO_(2)和Bi—^(*)CO物种出现,而H_(2)O分子能够吸附在ZnAl-LDH中的Zn活性位上.当光辐照于样品表面,Bi—^(*)CO_(2)峰显著降低,Bi—^(*)CO明显升高,说明CO_(2)分子在Bi活性位发生活化断键;而在Zn位上H_(2)O峰下降,OH峰升高,表明H_(2)O分子在Zn活性位发生氧化解离来提供质子.活性测试结果表明BiOBr/ZnAl-LDH的CO析出速率为46.03μmol·g^(-1)·h^(-1),相比于ZnAl-LDH(6.88μmol·g^(-1)·h^(-1))和BiOBr(21.58μmol·g^(-1)·h^(-1))分别提升了6.7和2.1倍.该研究工作为异质结构光催化材料高效CO_(2)还原提供了重要研究思路.
关键词
光催化
异质结构
BiOBr/ZnAl-LDH
界面电荷迁移
CO_(2)还原
Keywords
photocatalysis
heterostructure
BiOBr/ZnAl-LDH
interfacial charge migration
CO_(2)reduciton
分类号
O643.36 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
析氧助催化剂增强光阳极光电催化分解水性能研究进展
被引量：
4
2
作者
符淑瑢
王丽娜
王东伟
刘蕊
张晓慧
马占伟
机构
兰州城市学院培黎机械工程学院
中国科学院兰州化学物理研究所
出处
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期2353-2370,共18页
基金
甘肃省科技计划(21JR7RA542)
甘肃省教育厅创新基金(2022A-142)
国家自然科学基金(22102194)。
文摘
氢气因其热值高、质轻、可存储且无碳排放,被认为是最佳的碳中和能源载体。光电催化分解水制氢技术是目前生产绿氢最理想的技术途径之一,但光阳极表面水氧化速率极为缓慢,限制了阴极产氢效率。析氧助催化剂在水氧化反应过程中能够为其提供高效的活性中心,使反应易于发生,进而促进阴极产氢效率。本文从光阳极表面助催化剂的起源和作用出发,综述了近年来半导体光电极表面的助催化剂类型、微纳结构对水氧化活性的影响、界面构筑策略和光电性能研究进展。首先,阐述了电催化剂作为光阳极助催化剂在水氧化反应中所扮演的角色,不同助催化剂对半导体光电极的电荷分离和转移及稳定性的影响;然后,总结了助催化剂对半导体光电极光电催化活性的影响因素(尺寸效应、表面缺陷和氟化)。进一步归纳了助催化剂/半导体之间的界面优化策略(载流子传输通道、空穴储存层和界面化学键)。最后对析氧助催化剂所面临的问题和未来的发展方向进行了探讨和展望,认为通过调控析氧助催化剂的晶体结构、簇、单原子和界面化学键能够增强光阳极光电催化分解水的性能,并提出羰基金属是一种独特的构筑析氧助催化剂前体。
关键词
析氧助催化剂
纳米结构
制氢
光电催化
界面电荷迁移
太阳能
Keywords
oxygen evolution cocatalyst
nanostructure
hydrogen production
photoelectrocatalysis
interface charge transfer
solar energy
分类号
O649.2 [理学—物理化学]
O649.4 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
探究异质结构BiOBr/ZnAl-LDH界面电荷迁移及其高效CO_(2)还原活性
王正超
黄晓卷
毕迎普
张亚军
《分子催化(中英文)》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
析氧助催化剂增强光阳极光电催化分解水性能研究进展
符淑瑢
王丽娜
王东伟
刘蕊
张晓慧
马占伟
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
4
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职称材料
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