利用太阳能催化还原CO2生产化学燃料是解决全球环境问题的有效策略之一,开发高效的光催化剂是实现该策略的关键。铋基半导体材料具有合适的能带结构和独特的层状晶体结构,是一种优异的光催化还原CO2催化剂。但其往往存在光生载流子分离效率低、导带还原电势不足以及对CO2吸附活化困难等问题,严重限制了发展和应用。本文针对上述问题提出构筑Ce掺杂的Bi2MoO6光催化剂,实现光催化还原CO2活性的提升,并阐明其光催化机理。结果表明,Ce掺杂有效调控了Bi2MoO6的能带结构,在导带和价带之间形成局域化电子态,作为电子捕获中心提升了电子-空穴对的分离效率;Ce掺杂使Bi2MoO6禁带宽度减小,扩展了其对可见光的吸收范围,同时导带底位置上升,提高了光生电子的还原电势;此外,Ce离子的引入使催化剂表面产生更多氧缺陷,为CO2提供了大量吸附和活化位点,从而提升光催化还原CO2的性能。
Zhao et al. (Sun,) studied this question.