理论计算研究二维/二维BP/g-C_(3)N_(4)异质结的光催化CO_(2)还原性能

作     者：费新刚 谭海燕 程蓓 朱必成 张留洋 Xingang Fei;Haiyan Tan;Bei Cheng;Bicheng Zhu;Liuyang Zhang

作者机构：武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室武汉430070 湖北民族大学化学与环境工程学院湖北恩施445000 

基　　金：国家重点研发计划(2018YFB1502001) 国家自然科学基金(51872220,21905219,51932007,U1905215,21871217,U1705251) 博士后创新人才支持计划(BX20180231) 中国博士后科学基金(2020M672432) 湖北省博士后创新研究岗位项目资助 

出 版 物：《物理化学学报》 (Acta Physico-Chimica Sinica)

年 卷 期：2021年第37卷第6期

页      码：148-156页

摘      要：光催化二氧化碳还原成烃类化合物是解决能源短缺和环境污染的重要途径。而构建复合物光催化剂可以有效地解决单一光催化剂的缺点,并且提高二氧化碳还原活性。尽管对复合物光催化剂已经做了很多研究,然而对其活性增强的内在机制还缺乏理论认识。本文采用密度泛函理论计算方法研究了二维/二维BP/g-C_(3)N_(4)复合模型的电子性质和CO_(2)还原反应过程。通过对能带位置和界面电子相互作用的综合分析发现,在BP/g-C_(3)N_(4)异质结中,光生载流子的迁移遵循S型异质结光催化机制。与单一的g-C_(3)N_(4)相比,这种异质结可以实现光生载流子的高效分离并且拥有良好的氧化还原能力。此外,通过对比研究CO_(2)在g-C_(3)N_(4)和BP/g-C_(3)N_(4)还原反应过程发现,异质结使CO_(2)还原反应的最大能垒从1.48 e V降低到1.22e V。因此,BP/g-C_(3)N_(4)异质结在理论上被证明是一种优良的CO_(2)还原光催化剂。这项工作有助于了解BP改性对g-C_(3)N_(4)光催化活性的影响,也为其他高性能CO_(2)还原光催化剂的设计提供理论依据。

主 题 词：光催化 CO_(2)还原 S型异质结 g-C_(3)N_(4) 理论计算 

学科分类：08[工学] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 

核心收录：

D　O　I：10.3866/PKU.WHXB202010027

馆 藏 号：203102542...