反位缺陷CuInS₂光催化剂

全光谱驱动CO₂还原

利用本征反位缺陷形成的中间带，实现紫外可见光与红外光的级联跃迁，协同利用全光谱光子进行高效催化。

Chen, Liao · 王丰 · 刘亚 · 郭烈锦

ACS Nano 2024

具体参数

CO产率

{'zh': '19.9', 'en': '19.9'} μmol g⁻¹ h⁻¹

全光谱 vs. 紫外可见光产率比

{'zh': '7', 'en': '7'}

技术优势

红外光也能用

反位缺陷形成的中间带通过级联跃迁吸收红外光子，将通常废热的红外光转化为驱动反应的能量。

产率提升7倍

全光谱下CO产率达19.9 μmol g⁻¹ h⁻¹，是单独紫外可见光照射的7倍以上，证明红外光协同效应显著。

促进CO₂活化

原位XPS和DRIFTS表明红外光子不仅扩展吸收，还能增强催化剂表面对CO₂和H₂O的吸附与活化，改善反应动力学。

应用场景

• 光催化CO₂还原：利用红外光提高CO₂还原效率，拓宽太阳能利用范围。
• 人工光合作用：模拟自然光合作用，以全光谱驱动CO₂转化为燃料。
• 红外光催化：通过中间带级联跃迁，首次实现红外光驱动的CO₂还原。
• 量子点光催化剂：CuInS₂量子点缺陷容忍度高，适合构筑中间带。