二氧化钛/MXene二维异质结

高效光电催化CO₂还原

原位生长的二维异质结富含Ti³⁺物种和氧空位，显著提升光电催化还原CO₂的产物生成速率。

Xu, Yanjie · Wang, Fang · 类淑来 · Wei, Yan · Dan, Zhao · Yahui, Gao · Xiao, Ma · 李淑娟 · Shuqing, Chang · Mengqing, Wang · Huanwang, Jing

Chemical Engineering Journal 2023

具体参数

总生成速率

{'zh': '45.6', 'en': '45.6'} μM cm⁻² h⁻¹

技术优势

载流子分离高效

原位生长的TiO₂与Ti₃CN MXene形成紧密异质界面，促进光生电子-空穴对的有效分离与传输。

自发活化CO₂

DFT计算表明，TiO₂/Ti₃CN异质结能够自发活化CO₂并稳定关键中间体，有利于甲酸生成。

生成速率提升

在构建的PEC体系中，产物总生成速率达到45.6 μM cm⁻²h⁻¹，包括甲酸盐、甲醇和乙醇。

应用场景

• 光电催化CO₂还原：作为光电极材料，实现高效CO₂还原产甲酸等燃料。
• MXene基异质结：利用MXene导电性促进电荷传输，提升PEC效率。
• 二维材料光电极：二维异质结构增大比表面积，提供丰富活性位点。
• CO₂电还原催化剂：富含Ti³⁺物种，促进CO₂活化和中间体稳定。