近日，我院李鑫博士在多维杂化光催化材料的构筑及其高效光催化还原CO₂方面的研究取得重要进展，相关工作在《Journal of Materials Chemistry A》杂志上发表了题为“Construction of a multi-interfacial-electron transfer scheme for efficient CO₂ photoreduction: A case study using CdIn₂S₄ micro flower spheres modified with Au nanoparticles and reduced graphene oxide”的文章。

高效的光生载流子分离及CO₂分子的吸附能力是构筑具有高效光催化还原CO₂性能光催化剂的重要条件。在该研究中，我们选取具有宽可见光响应能力的三维CdIn₂S₄微米花球作为催化剂主体，采用具有强烈LSPR效应的Au 纳米颗粒及二维石墨烯碎片对其进行修饰，通过多维结构间的协同效应构筑多界面电子传输途径，实现光生载流子的分离效率最大化。通过实验及理论计算验证了Au表面聚集的大量电子能够对石墨烯表面C位点进行活化，从而有效的提高杂化光催化材料对CO₂分子的吸附能力，提高了CO₂分子在催化剂表面活化及参与光还原过程的概率。在全光谱条件下光照4小时，最佳比例的CdIn₂S₄/Au/rGO三元杂化材料的光催化性能(CO: 77.3 μmol/g; CH₄: 21.6 μmol/g )约为纯CdIn₂S₄微米球的(O: 19.9 μmol/g; CH₄: 4.7 μmol/g)的4-5倍。进一步通过同位素标定技术及原位红外技术对光催化还原过程的机理进行了探究。该工作为后续高效多维杂化光催化材料体系的构筑提供了新的设计思路。

原文地址：https://doi.org/10.1039/D0TA06602H

（绿色化工研究院）