缺陷TiO₂纳米带

C₂产物选择性51%

有序氧空位与氢溢流协同作用，克服了光催化CO₂还原到C₂产物的选择性挑战。

Xue J. · Jia, Xin · Zhe, Sun · Li, Huimin · 申倩倩 · 刘旭光 · Husheng, Jia · Yongfa, Zhu · 朱永法

Applied Catalysis B: Environmental 2024

具体参数

C₂产物选择性

{'zh': '51.45', 'en': '51.45'} %

C₂产物生成速率

{'zh': '25.987', 'en': '25.987'} μmol·g⁻¹·h⁻¹

技术优势

C₂选择性过半

有序氧空位提供定向电子转移通道，促进CO₂吸附活化；氢溢流提供充足H*，推动中间体质子化和C–C偶联，使C₂产物选择性达到51.45%。

亚稳态空位有效

亚稳态有序氧空位通过调制内建电场，为光生电子提供定向移动的驱动力和通道，克服无序空位对电荷分离的不利影响。

氢溢流促偶联

Pd纳米颗粒加速H₂O解离，增加催化剂表面H*覆盖度，通过氢溢流将H*迁移至活性位点，促进反应中间体的质子化和后续的C–C偶联步骤。

应用场景

• 光催化CO₂还原：直接制备高选择性C₂产物，减少分离成本。
• 人工光合作用：用水和CO₂合成多碳燃料，替代传统路径。
• 光催化剂：可作为高效CO₂还原光催化剂直接使用。
• 缺陷工程：为设计选择性CO₂转化光催化剂提供了一种简便的缺陷工程方法。