氧掺杂氮化碳多孔纳米片高效光电催化CO_(2)还原制甲酸

作     者：王虹智 赵悦竹 杨中学 毕鑫泽 王照亮 吴明铂 WANG Hong-zhi;ZHAO Yue-zhu;YANG Zhong-xue;BI Xin-ze;WANG Zhao-liang;WU Ming-bo

作者机构：中国石油大学(华东)新能源学院重质油国家重点实验室山东青岛266580 

出 版 物：《新型炭材料（中英文）》 (New Carbon Materials)

年 卷 期：2022年第37卷第6期

页      面：1135-1144页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(52072409) 山东省自然科学基金(ZR2021QE062) 山东省科技创新重大专项(2020CXGC010402) 青岛市博士后应用研究项目(qdyy20200063) 泰山学者项目(ts201712020) 

主　　题：氧掺杂 氮化碳 光电化学 二氧化碳还原反应 甲酸 

摘      要：利用CO_(2)作为可再生的碳源来生产高价值的燃料和化学品最近引起了全球的关注。在现有的CO_(2)转化方法中,光电催化CO_(2)还原反应(CO_(2)RR)是最有效和最有前景的选择之一,它可以在模拟太阳光照和低过电位条件下实现。本研究将合成的含氧氮化碳(CN)多孔纳米片作为光电阳极,Bi_(2)CuO_(4)作为光电阴极,实现光电催化CO_(2)还原生成甲酸盐。通过改变氧源,调节CN的导电性能和光电响应性能。前驱体中氧的电负性更强,因此可以提高CN的导电性能。而焙烧气氛中的氧却通过改变能带结构对光电响应性能产生了不利影响。在最优条件下,CN的光电流密度高达587μA cm^(−2),CO_(2)还原成甲酸的活性为273.56μmol cm^(−2) h^(−1)(约为常规样品的19倍)。此外,CN样品在24 h恒定的光电流下表现出良好的稳定性。本研究为实现高效的光电催化CO_(2)还原成甲酸提供了一种新的途径,并可通过不同阴极催化剂的偶联,扩展到其他PEC反应。