国内刊号：11-1801/TB
国际刊号：1000-3851
发布日期:
作者：杨娟, 田然, 王大钊, 戴俊, 杜智华,
关键词：光催化, WO<sub>3-<i>x</i></sub>, CoO<sub><i>x</i></sub>, CO<sub>2</sub>光还原, 光热协同,
基于半导体光催化还原的人工光合成技术可在室温常压下将CO<sub>2</sub>转化为碳基燃料，被认为是同时缓解能源短缺和环境危机的理想策略，但因已有光催化剂对太阳光利用不足、光生电荷复合快，致使CO<sub>2</sub>光还原能量转换效率仍较低。采用水热法并结合表面浸渍过程首次制备出无定型CoO<sub><i>x</i></sub>/WO<sub>3-<i>x</i></sub>复合光催化剂，通过XRD、TEM、XPS、EPR和紫外-可见-近红外吸收光谱等测试技术对催化剂的晶相组成、微观形貌、光吸收特性与氧空位缺陷进行系统表征。CO<sub>2</sub>光还原实验结果表明可见-近红外光照射3 h后，WO<sub>3-<i>x</i></sub>为催化剂仅可检测到3.2 μmol·g<sup>?1</sup>的CH<sub>4</sub>，复合CoO<sub><i>x</i></sub>可显著提升WO<sub>3-<i>x</i></sub>的CO<sub>2</sub>光催化还原性能，相同条件下最优催化剂2.5wt%CoO<sub><i>x</i></sub>/WO<sub>3-<i>x</i></sub>的CO与CH<sub>4</sub>产生量分别可达78.2和19.7 μmol·g<sup>?1</sup>。引入氧空位可在WO<sub>3-<i>x</i></sub>的能带结构中形成一新的中间能级，增强近红外光吸收并使催化剂表面产生局部温升；复合CoO<sub><i>x</i></sub>可在调控WO<sub>3-<i>x</i></sub>导带电势的同时，增强光生电荷的分离与迁移，光热效应和CoO<sub><i>x</i></sub>助催化剂的协同作用是CO<sub>2</sub>光催化转化性能增强的主要原因。此外，复合光催化剂CoO<sub><i>x</i></sub>/WO<sub>3-<i>x</i></sub>具有优异的长期催化与结构稳定性。
来源：2023年第9期
《复合材料学报》期刊编辑部