Cu₁/Fe₁MgO_y界面光催化剂

CO₂光还原制乙烯

通过Cu/Fe界面电子态调控，同时促进载流子分离与CO₂吸附，实现高效的CO₂光还原为C₂H₄。

He, Yu · Fu, Baoai · Fu, Fengzhi · Yanfei, Zhu · 刘雅楠 · 冯俊婷 · 李殿卿

Catalysis Science and Technology 2023

参数信息

总消耗电子数

209.2 μmol g⁻¹ h⁻¹

CO₂还原为C₂H₄的选择性

18.9 %

C₂H₄生成速率

9.9 μmol g⁻¹ h⁻¹

CO生成速率

40.1 μmol g⁻¹ h⁻¹

技术优势

载流子分离更高效

形成的Cu₁δ⁻-Fe₁δ⁺MgO_y反应位点促进电子-空穴对的分离，为多电子还原提供更多有效电荷。

CO₂吸附更强

界面结构改善了CO₂分子的吸附活化，有利于后续还原反应进行。

可直接生成C₂H₄

该光催化剂在模拟太阳光下以水为电子供体，将CO₂直接还原为乙烯，无需外加牺牲剂或贵金属助催化剂。

界面组成可调

通过改变Cu/Fe比可以调控界面结构，优化催化性能。

应用场景

• 人工光合成燃料：利用模拟太阳光将CO₂和水转化为乙烯，可作为可再生燃料和化工原料。
• CO₂光还原：该催化剂促进多电子还原和C-C偶联，提高CO₂光还原制乙烯的选择性。
• 界面催化：通过Cu/Fe界面电子态调控优化反应中间体吸附与电荷转移。
• 负载型金属催化剂：Cu纳米结构负载于FeMgO_y上，形成稳定且催化活性高的界面位点。