华南理工Angew:Ni-Co3O4 NSDHN高效光还原稀释CO2为可调合成气

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将二氧化碳(CO2)光催化转化为合成气是解决能源和环境挑战的一种很有前途的方法。基于此,华南理工大学李映伟教授和王枫亮(通讯作者)等人报道通过连续原位相变策略,合成了一种在Ni掺杂的Co3O4超薄纳米片组装的双中空纳米管(Ni-Co3O4 NSDHN),具有Ni-Co双位点,用于低浓度CO2的有效光还原。

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具有Ni-Co双{attr}3207{/attr}位点的Ni-Co3O4 NSDHN在稀释CO210% CO2/Ar,燃煤发电站废气的典型CO2浓度)的转化中表现出优异的光催化性能。在可见光和自然太阳光的照射下,合成气的析出率分别高达170.0和339.9 mmol g-1 h-1,在450 nm处的表观量子产率(apparent quantum yield, AQY)为3.7%。

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更重要的是,CO/H2比率可以在1: 10到10: 1的宽窗口内轻松调整,并保持高合成气析出率。原位光谱和密度泛函理论(DFT)计算表明,Ni-Co双位点内的d-轨道相互作用增加了dxz/dyz-2π*和dz2-5σ的反键轨道中的电子,从而削弱了*CO的吸附亲和力,*H中间体的吸附位点从过度金属(TM)变为氧原子,从而能够对CO2还原和HER过程进行动力学控制。

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Efficient Photoreduction of Diluted CO2 to Tunable Syngas by Ni-Co Dual Sites through d-band Center Manipulation. Angew. Chem. Int. Ed., 2022, DOI: 10.1002/anie.202210576.

https://doi.org/10.1002/anie.202210576.



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