北师大那娜团队: 简单高效构建原子级厚度纳米片, 增强光催化CO₂还原

2023-03-15
摘要:北京师范大学那娜教授带领研究团队采用“级联电喷雾 (ESI)-退火”制备方法,简单构建了原子级厚度的 VO–I–BiOCl/BiOI 异质结纳米片,实现了氧-碘双空位与界面电场的协同作用增强光催化 CO₂ 还原

图片


太阳能驱动的 CO₂ 在水中光还原为碳中和燃料,在能源再生、能源储存和缓解日益增长的 CO₂ 排放方面具有很好的发展前景。

然而,由于缺乏活性位点和 CO₂ 动力学缓慢(C=O 解离能极高,约为 750 kJ mol⁻¹),导致 CO₂ 光催化转化效率低。

此外,在 CO₂ 光还原过程中,光生电子和空穴容易重新复合,电荷分离效率低,限制了 CO₂ 光还原的应用。

双空位与界面电场的协同作用可以有效地提高 CO₂ 光还原效率,但受到热力学制备、晶格失配和组分选择等严格限制。这也给高性能光催化材料的设计合成增加了更多挑战,对合成方法要求也越来越高。继而,在保证高性能光催化效率的同时,人们也逐渐在寻求简单高效的合成技术。


日,北京师范大学那娜教授带领研究团队采用“级联电喷雾 (ESI)-退火”制备方法,简单构建了原子级厚度的 VO–IBiOCl/BiOI 质结纳米片,实现了氧-碘双空位与界面电场的协同作用增强光催化 CO 还原。

图片

Scheme 1. Illustration of the synthesis of atomic-thin 2D heterojunction of VO–I

工作通过实验和理论计算,证明界面电场的成功构建,加速了光生电子和空穴的有效分离和转移。此外,氧-碘双空位调节了表面电子结构,降低了活化能势垒,形成了稳定的速控步 *COOH 中间体。在双空位与界面电场的协同作用下,该超薄纳米片能显著增强 CO₂ 对 CO 的选择性还原,且提升的催化性能分别是 BiOCl、BiOI 和单空位 VO-BiOCl/BiOI 和 VI-BiOCl/BiOI 的 31.9 倍、24.5 倍、2.59 倍和 1.25 倍。这些结果为氧-碘双空位与界面电场的协同作用提高太阳能驱动的光转换提供了启示和理论指导。
图片

Scheme 2. Reaction mechanism of synergism of oxygen–iodine binary vacancies with the interfacial electric field

该成果以 “Synergism of oxygen–iodine binary vacancies with the interfacial electric field: enhancing CO₂ photoreduction over VO–I-BiOCl/BiOI atomic-thin nanosheets”(《一种双空位协同内建电场的原子级厚度纳米片用于增强光催化 CO₂ 还原》)为题,发表在英国皇家化学会出版的材料化学权威期刊 J. Mater. Chem. A 上,并入选为期刊热点文章。
图片

论文信息

Synergism of oxygen–iodine binary vacancies with the interfacial electric field: enhancing CO₂ photoreduction over VO–I-BiOCl/BiOI atomic-thin nanosheets

Juanjuan Wei, Hongliang Dong, Yixuan Gao, Xiao Su, Hongwei Tan, Jingjing Li, Qi Zhao, Xiaowen Guan, Zhonglin Lu, Jin Ouyang and Na Na*(那娜,北京师范大学)
J. Mater. Chem. A., 2023, 11, 4057-4066 
https://doi.org/10.1039/D2TA08812F


图片
魏娟娟 

北京师范大学

本文第一作者,北京师范大学博士生,宁夏师范学院教师,长期从事新型环境功能材料的开发及催化应用研究,尤其致力于光/电催化二氧化碳还原、氮还原、析氢析氧等方面的研究工作。发表 SCI 收录刊物论文 10 余篇,撰写教材 1 部,公开和授权专利 3 项。主持宁夏重点研发项目和宁夏自然科学基金多项,2020 年入选“宁夏青年科技托举人才”工程。

图片
那娜 

北京师范大学

本文通讯作者,北京师范大学教授,博士生导师,国家自然科学基金优秀青年基金获得者,研究兴趣点为光谱、质谱技术研究分析检测新方法,发表 SCI 论文 129 篇,以第一作者或通讯作者在 J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Fun. Mater.、Chem. Sci.、Small、Anal. Chem. 等期刊上发表论文 71 篇,授权发明专利 9 项。现任中国化学会青年委员会委员、中国分析测试协会青年委员,International Journal of Mass Spectrometry 编委,Chinese Chemical Letters、《分析测试学报》、《高等学校化学学报》、《分析实验室》青年编委。曾获“全国百篇优秀博士学位论文”、“中国化学会青年化学奖”、“教育部自然科学一等奖”、“中国分析测试协会 CAIA 一等奖(一完成人)”等奖项。


查看更多
相关阅读
热门标签
开普敦大学 光催化苯甲醚酰胺化 光氧化 高通量光反应仪报价 可见光催化穿梭二溴化 三氯甲基化反应 光催化配套设备 光铜共催化的自由基脱羧偶联反应 光流体反应器 光催化剂种类 溴代烷烃 光催化合成酰基酮产物 光化学反应仪配套设备 前景 光化学反应仪生产厂家 光催化析氢反应器 天津光化学反应仪报价 合成气和烯丙基sp3 C–H键的选择性芳基化/烷基化 光化学反应釜类型 光生电荷 光催化还原 光催化有机污染物矿化 安徽大学 光化学反应仪 可见光催化伯胺类化合物 偶联 国产光化学反应仪厂家 光催化烯丙基醋酸酯 光化学 光催化制乙烯 光催化H2O2 二芳基二氢吩嗪基多孔有机聚合物 阿德莱德大学 华中师范大学 光化学反应仪多少钱 郑州光化学反应仪 光催化降解四环素 剑桥大学 光催化丙烯醛自由加成反应 光催化制H2O2 光催化烯烃异构化 钍簇 光催化氧化还原 常温常压光解塑料 光催化烯烃 光催化生物质脱氢 XPA光化学反应仪 光催化降解磺胺甲恶唑抗生素 南京光化学反应仪 光催化降解装置 光催化降解技术 光催化析氢装置 bromide 光催化原理 光催化合成N-烷基苯胺 南京理工大学 ghx光化学反应仪优势 光催化环丙烷的去消旋化 光催化合成苯甲酸 光氯化反应釜定制 光催化制合成三氟甲基酮 水裂解 武汉光化学反应仪 光化学反应仪光源 β-内酰胺 郑州光化学反应仪报价 工业级光催化降解反应釜 光催化末端烯烃生产伯醇 光催化还原重金属离子 Science 复旦大学张立武 叔烷基胺 光催化芳基环丙烷和硝酮偶极环加成反应 甲烷 北京大学 光催化析氢有机耦联反应 中国科学院 三甲基氯硅烷 华中科技大学 光催化甲烷 洛桑联邦理工学院 光化学反应仪进口 光催化自由基脱羧偶联反应 光催化伯胺类化合物 氟聚合物 光催化环丙烷 光化学反应釜价格 光催化三氟乙酰化反应 光催化降解有机物 光催化还原六价铬 太阳能驱动耦合催化CO2还原为合成气 多试管光化学反应仪价格 光催化Meerwein型溴芳基化反应 聚合物 溴烷基化反应 光化学反应仪市场 光催化制氢 多功能光化学反应仪 上海大学 多位平行反应釜 水凝胶 光驱动耦合催化CO2还原为合成气 光催化制氢设备 光流体微反应器厂家 北京光化学反应仪 光催化甲苯氧化 光催化分解水制氢 可见光催化葡萄糖产HMF 多相光催化 板式微通道反应器 光化学反应仪器厂家 光催化酰胺化反应 光化学反应仪哪个品牌好 LED光化学反应仪 自由基 高精密光化学反应仪 光催化合成 光催化合成反应釜 上海光化学反应仪报价 上海光化学反应仪 偕溴代硝基环丁烷 精密光化学反应仪 亚甲基蓝 郑州大学 CO2还原 光催化制苯甲酸 光催化合成乙烷 OER 多试管光化学反应仪多少钱 光催化产业化 厦门大学 近红外区光化学反应仪 光化学反应仪地区分布 电化学 南京光化学反应仪哪家好 上海多试管光化学反应仪 光催化胺烷基化构建α‑叔伯胺 光化学反应仪光源选择 光催化合成C4化合物 齐齐哈尔大学 光催化水分解制氢 实验室光催化反应釜 光反应器点光源 光催化Meerwein型溴芳 光催化矿化产物 CO2 转化为 CO 光化学反应仪功率 中国矿业大学 光电共催化 光催化合成α-硼基醛 中国地质大学 非均相光催化 天津大学雷圣宾教授课题组 光催化合成烯丙基硅化合物 光催化合成过氧化氢 实验室级光化学反应仪 复旦大学 丙烯酰苯胺自由基环化反应 北京光化学反应仪报价 光化学反应仪怎么选择 光化学反应仪厂家排名 光化学反应仪进口风险 光催化合成2-哌啶酮 平行光反应仪厂家排名 普林斯顿大学 大连理工大学 光催化水分解 光催化甲烷无氧偶联制乙烯 二维富勒烯 光化学反应仪市场分布 有机光催化合成2-哌啶酮 光反应器LED光源 CO2光催化还原 香港城市大学 光催化还原反应釜 有机化合物脱氢偶联 紫外光化学反应仪 芳香族异硫氰酸酯 高压光化学反应釜报价 光催化缺电子吲哚衍生物 基于芳基噻蒽鎓盐的烯烃 光催化氧化技术 高精密光化学反应仪厂家 光化学反应釜如何选择 多相光催化氧化降解废水中抗生素 光催化制α‑叔伯胺 光催化苯甲醚类化合物 南开大学 光氯化反应釜 天津光化学反应仪厂家 可见光催化烯烃双官能团化反应 可见光催化 光催化糖类转化制备5-羟甲基糠醛 平行光反应仪厂家 光化学反应仪报价 吉林大学 常州光化学反应仪厂家 光催化磺胺嘧啶降解 光催化剂选择 可见光催化从环己酮 多光源光化学反应仪报价 烯丙基sp3 C–H键的选择性芳基化 光催化炔烃 新加坡国立大学 华南师范大学 铀酰光催化烯烃氧化裂解 光降解反应釜 光催化合成轴手性N-芳基吡咯 光化学反应釜厂家 光流体微反应器 西安交通大学 天津光化学反应仪 光催化降解亚甲基蓝 南方科技大学舒伟 光流体微反应器多少钱 有机光光合成过氧化氢 哈尔滨工业大学 朴玲钰 高压光化学反应釜厂家 光催化产氢 光催化丙酮 黄素光催化去饱和与环氧反应 光化学反应仪时间设置 二硫化物光化学合成 光催化反应器 武汉大学 山东大学 光化学反应仪说明书 光催化空气净化 光催化CH4制C2H4 光催化苯甲醚酰胺化反应 异相光催化氯化苄自偶联 Nature 微反应器 光化学反应仪设备 光化学反应仪贵吗 曼彻斯特大学 微通道反应器 光催化技术 大容量光化学反应仪价格 海南光化学反应仪 磺胺嘧啶 光催化实验 光催化烷基溴三氟乙酰化反应 光催化合成α‑叔伯胺 氮杂环丙烷 光催化降解仪器 双供体-受体有机网络光合成过氧化氢 高通量光反应仪厂家 布里斯托大学 光催化降解环丙沙星 光催化降解有机污染物 邻苯二甲酰亚胺自由基 可见光催化醛的不对称还原炔丙基化反应 光化学反应釜报价 光催化有机污染物降解 光催化塑料降解 光催化芬顿降解 光催化析氢实验装置 脂肪族异硫氰酸酯 加州大学洛杉矶分校 光氧化还原催化芳香醚氢解 高压光化学反应釜 钙钛矿光催化剂 武汉光化学反应仪价格 大容量光化学反应仪厂家 光催化尾气分解 加州理工大学 广东工业大学 光催化炔烃合成N-芳基吡咯类化合物 光合成 华东理工大学 中国科学技术大学 光催化丙酮偶联制备2,5-己二酮 光催化水净化器 氨基悬链烯烃 光催化产氢装置 光催化氧化氮氧化物 多位光化学反应仪 上海光化学反应仪厂家 光化学合成 光催化交流研讨会 紫外光化学反应仪厂家 光催化反应原理 光催化实验设备 纳米光催化剂 常州光化学反应仪价格 酮烯胺 浙江大学 南京光化学反应仪选哪个品牌 光催化降解反应釜 郑州光化学反应仪厂家 光催化胺烷基化 光催化硝酮 EDA 复合物 光催化芳基环丙烷 光催化反应釜 光催化α-叔碳伯胺合成 光催化制氢反应仪 光化学反应仪光源分类 国产光化学反应仪 光催化还原法 常州光化学反应仪 光催化制氨基酸 芝加哥大学 芳香烯烃高效氧化裂解 福州大学 光化学反应仪选购 可见区光化学反应仪 光化学反应仪厂家 光化学反应仪精度 光催化甲烷制甲醇 光化学反应仪维护 海南光化学反应仪厂家 光催化脱硫反应釜 烯醇硅醚转化为α,β-环氧酮 贵州大学 国产光化学反应仪公司 光催化三氯甲基烯烃内酯化 光化学反应仪波波长 国内光化学反应仪 光催化过氧化氢 多电子 陕西科技大学 清洁可再生能源化学合成 大容量光化学反应仪 平行光化学反应仪 光催化氧化糠醛 光催化炔烃生产伯醇 羧化反应 光催化合成C₂H₆ JACS 光催化水消毒 多光源光化学反应仪 光催化还原CO2 光催化N-苯基哌啶β-C(sp³)–H酰胺化反应 光催化降解法 光催化还原制烯烃 光催化析氢设备 叠氮化物 烯烃二卤化 硼化 可见光催化氧化脱氢 马来酰亚胺 光反应器光源 寡聚物 光化学反应仪常见问题 g-C3N4 可见光催化还原炔丙基化反应 平行光反应仪 光催化氧化 江苏大学 光化学反应仪转速 丙酮光催化脱氢偶联制备2,5-己二酮 邻苯二甲酰亚胺 PHECOO 中山大学 光催化应用 光化学反应仪使用指南 高精密光化学反应仪报价 羧酸 工业级光流体反应器 光化学衍生装置 水制氢 ​Angew 有机 海南光化学反应仪价格 ghx光化学反应仪 光催化析氢 光化学反应仪价格 烯丙基sp3 C–H键烷基化 光催化合成H2O2 工业级光化学反应仪 平行光反应仪品牌 光化学反应仪选哪家 实验室光反应釜 实验室光化学反应釜 光催化水分解产氢 可见光催化芳香烯烃氧化裂解 金属氧化物光催化剂 光催化制氢产率 光催化硅基羧酸化合物 臭氧氧化 光催化合成苯并噻唑衍 磁力搅拌器 光催化有机合成 光化学反应仪规格 西湖大学 光催化氧化反应釜 光合成生物学 同济大学 光化学反应仪应用 光催化甲苯 康奈尔大学 武汉光化学反应仪厂家 二氟烷基自由基加成 紫外光化学反应仪多少钱 光氯化反应釜厂家 插烯反应 光催化胺化 光催化制甲醇 香港大学 光催化制乙烷 光催化末端烯烃 磺胺甲恶唑抗生素 光催化氯化苄自偶联反应 上海光化学反应釜 可见光驱动有机转化 可见光催化二氯化 光化学反应仪器生产厂家 光催化烯烃的溴烷基化反应 糠醛 光化学反应仪哪家好 急需光化学反应仪 光化学反应仪波波长选择 Au-CeO2 偶氮苯 光化学反应仪LED光源 光催化CO2还原 光反应釜 N-烷基苯胺 光催化制备2,5-己二酮 硝基芳烃 光催化氧化法 光催化脱氢还原 多试管光化学反应仪 多位光化学反应仪报价 清华大学 拉曼区光化学反应仪 光催化芳香醚氢解 光催化反应釜厂家 多功能光反应仪 光催化合成含硼杂环化合物 光催化磺胺嘧啶 光催化苯甲醚 华南理工大学 光流体微反应器报价 金属笼光催化制氢 溴二氟烷基 光诱导 光电催化 光催化降解设备 光催化硫醚化反应 可换光源 加州大学伯克利分校 四川大学 上海光化学反应仪厂家排名 多光源光化学反应仪厂家 国内光化学反应仪现状 多试管光化学反应仪厂家 氮化硼 宾夕法尼亚大学 光催化还原技术 光催化 北京理工大学 多相光催化氧化降解TMP 可见光催化葡萄糖 光化学反应釜 光催化N-苯基哌啶的去饱和 β-C(sp3)–H酰胺化方法 自由基加成反应 多位光化学反应仪厂家 大连工业大学 光化学反应仪用途 光催化还原制酮 氢烯基化 光化学反应仪使用说明书 光化学反应仪哪家性价比高 马来酰亚胺衍生物 烯烃 多功能光化学反应仪器 多相光催化氧化降解抗生素 光催化1,2-氨基醇合成 光催化胺烷基化反应 红外区光化学反应仪 光催化脱羧反应 可见光催化合成苯酚 重庆大学 光化学反应仪采购 光催化生成2-吲哚酮 有机合成 光氧化还原 光催化合成三氟甲基酮 光化学反应仪哪家比较靠谱 光催化氧化二氧化硫 东京大学 光催化降解 去芳香性戊烯基化反应 喹啉 实验室光化学反应仪

18221306212