空气中CO_(2)电辅助式光催化高选择性转化的研究

作     者：石萌轲 范赵亚 岳峰 张硕 孟阳 张宏忠 SHI Mengke;FAN Zhaoya;YUE Feng;ZHANG Shuo;MENG Yang;ZHANG Hongzhong

作者机构：郑州轻工业大学材料与化学工程学院环境污染治理与生态修复河南省协同创新中心河南郑州450001 

出 版 物：《无机盐工业》 (Inorganic Chemicals Industry)

年 卷 期：2024年第56卷第9期

页      码：154-163页

摘      要：近年来,空气中CO_(2)浓度逐年升高,迫切需要一种技术将空气中低浓度CO_(2)转化为高附加值产品。研究设计了一种具有双池双界面的电辅助光催化系统,并通过聚多巴胺修饰法将Cu负载在二氧化钛纳米阵列(TNTAs)上,在催化过程中部分Cu被氧化成CuO,形成p-n结,在没有牺牲剂和碱性吸收液的条件下,通过电辅助式光催化实现了空气中CO_(2)稳定、高效、高选择性地转化为CO。在+0.8 V电位辅助下,紫外光照射8 h时CO产率达到113.7µmol/(m^(2)·h),是TNTAs[45µmol/(m^(2)·h)]的2.53倍;以8 h为一个循环,5个循环后,CO产率约为第一循环的72.4%。光催化性能的提高归因于Cu的引入增加了光谱的吸收范围,提高了对可见光的利用率,抑制了光生载流子的复合。此外,施加正电位时,电流方向与p-n结的内电场的电流方向相同,进一步促进电子的迁移,电子-空穴对得到更加有效的分离,使复合材料光催化还原CO_(2)的性能进一步提高。本研究推动了光催化技术向实际应用的发展,为碳循环提供了新的见解和支持。

主 题 词：电辅助光催化 空气 CO_(2)还原 气-固界面 碳循环 

学科分类：081702[081702] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 

D　O　I：10.19964/j.issn.1006-4990.2023-0627

馆 藏 号：203140426...