BiOBr/CN 2D/2D异质结高效光催化CO₂还原

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作   者：

刘雪美;  罗绣毓;  王华; 

作者机构：

天津大学化工学院; 

关键词：

BiOBr;  异质结;  氮化碳;  光催化还原二氧化碳; 

期刊名称：

化学工业与工程

i s s n：

1004-9533

年卷期：

2024 年 41 卷 006 期

页   码：

1-11

摘   要：

新型高效光催化剂的开发是光催化还原CO2领域的重要课题。近年来，因具有独特的可调层状结构和优异的光生电荷分离能力，二维卤氧化铋成为了备受关注的光催化材料。基于二维（2D）异质结催化剂具有带隙可调、电荷转移距离短等优点，旨在制备尺寸匹配的BiOBr/CN 2D/2D异质结光催化剂，并考察其光催化还原CO2性能。将BiOBr纳米片原位生长在氮化碳（CN）纳米片表面，以不同CN用量制备了一系列BiOBr/CN复合光催化剂。通过XRD、FTIR、SEM、TEM、HRTEM和XPS等方法对BiOBr/CN的组成及2D/2D异质结构进行表征。光催化还原CO2性能结果表明，合成的BiOBr/CN复合光催化剂均表现出比单独的CN和BiOBr增强的光催化活性，其中BiOBr/CN-0.15性能最佳，CO产率达到6.6μmol·g-1·h-1,分别是CN和BiOBr的3.8倍和16.0倍，CH4产率达到0.7μmol·g-1·h-1,是CN的3.0倍。能带结构分析以及光电测试表明，BiOBr与CN复合形成II型异质结，异质结存在促进了光生载流子的分离和迁移，使更多光生电子达到催化剂表面参与CO2还原反应，从而光催化还原CO2性能显著提高。对BiOBr基2D/2D异质结光催化剂的设计和应用具有重要价值。