近日，我院李鑫博士在荧光共振能量转移机制增强的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《ACS Applied Materials & Interfaces》杂志上发表了题为“Multichannel Electron Transmission and Fluorescence Resonance Energy Transfer in In2S3/Au/rGO Composite for CO2 Photoreduction”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。在本研究中，我们以具有宽可见光响应能力的三维In2S3微米花球作为催化剂主体，采用具有强烈荧光特性的小尺寸零维Au 纳米颗粒（3-5 nm）及二维碎屑状石墨烯对其进行修饰，构筑出具有多维多界面接触的In2S3/Au/rGO三元杂化光催化材料。光激发条件下，多通道结构将光催化材料内光生载流子的分离效率最大化。根据我们之前的研究表明，Au 纳米粒子与rGO间的协同效应可以提高复合材料对CO2的吸附与活化能力。与此同时，Au 纳米粒子强烈的局域表面等离子体共振效应增强了Au与In2S3/rGO材料间的荧光共振能量转移过程，进一步的提高了复合材料体系内光生载流子的产生、传输与分离过程，从而得到了优异的光还原CO2性能。
在全光谱条件下光照4小时，最佳比例的In2S3/Au/rGO三元杂化材料的光催化还原CO2转化CO和CH4的性能(CO: 85.5 μmol/g; CH4: 48.2 μmol/g )约为纯In2S3微米球的4倍和6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以及荧光共振能量转移增强型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://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.0c18809
（绿色化工研究院）
