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Photocatalytic CO2 reduction highly enhanced by oxygen vacancies on Pt-nanoparticle-dispersed gallium oxide

Nano Research 2016年第6期9卷 1689-1700页

作者： Yun-Xiang Pan Zheng-Qing Sun Huai-Ping Cong Yu-Long Men Sen Xin Jie Song Shu-Hong Yu School of Chemistry and Chemical Engineering Hefei University of Technology Hefei 230009 China Division ofNanomaterials & Chemistry Hefei National Laboratory for Physical Sciences at the Microscale Department of Chemistry CAS Center for Excellence in Nanoscience University of Science and Technology of China Hefei 230026 China Institute of Nano Biomedicine and Engineering Department of Instrument Science and Engineering School of Electronic Information and Electrical Engineering Shanghai Jiao Tong University Shanghai 200240 China

Photocatalytic CO2 reduction on metal-oxide-based catalysts is promising for solving the energy and environmental crises faced by mankind. The oxygen vacancy （Vo） on metal oxides is expected to be a key factor affecting the efficiency of photocatalytic CO2 reduction on metal-oxide-based catalysts. Yet, to date, the question of how an Vo influences photocatalytic CO2 reduction is still unanswered. Herein, we report that, on Vo-rich gallium oxide coated with Pt nanoparticles （Vo-rich Pt/Ga203）, CO2 is photocatalytically reduced to CO, with a highly enhanced CO evolution rate （21.0umol.h-1） compared to those on Vo-poor Pt/Ga2O3 （3.9 gmol-h-1） and Pt/TiO2（P25）（6.7 gmol.h-1）. We demonstrate that the Vo leads to improved CO2 adsorption and separation of the photoinduced charges on Pt/Ga203, thus enhancing the photocatalytic activity of Pt/Ga203. Rational fabrication of an Vo is thereby an attractive strategy for developing efficient catalysts for photocatalytic CO2 reduction.

关键词： photocatalytic CO2reduction oxygen vacancy metal-oxide-based catalyst C02 adsorption

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