CNF/SWNT异质结光催化剂

甲烷产率6倍提升

VUV辐照原位构建的碳氮碎片/碳管异质结，将*CO加氢步骤转为放热，稳定关键中间体，显著促进甲烷生成。

赵晓龙 · Tao, Ying · Mingyu, Xia · Leong, Kee Wah · Zhang, Yingguang · Luo, Shijing · Chen, Weicheng · Samy, Mahmoud · Yi, Xiaoping · 潘文鼎 · 李贵生 · Leung, Dennis Yiu Cheong

Advanced Energy Materials 2025

参数信息

甲烷产率

46.0 µmol h⁻¹ g⁻¹

相对纯CN的提升倍数

6.0

相对CNF的提升倍数

2.5

CH₄表观量子效率

0.96 %

技术优势

产率6倍提升

SWNT作为电子高速公路，建立欧姆接触，延长光生载流子寿命，抑制复合，使甲烷产率较纯CN提高6倍。

关键步骤转为放热

DFT计算表明CNF使*CO加氢步骤从纯CN的吸热转为放热，稳定*CHO中间体，热力学上有利于甲烷生成。

活性位点增多

异质结构具有更高的比表面积，暴露出丰富的活性位点，有利于反应物吸附与活化。

应用场景

• 光催化CO₂还原：高选择性甲烷生成，适合直接面向碳利用的光还原工艺。
• 光催化异质结：界面电荷分离增强，可用作高效异质结光催化剂。