弱的光收集能力和低的電子-空穴分離效率仍然是高效光催化劑設(shè)計中未解決的重要問題。該工作設(shè)計制備了表面氧空位和石墨烯量子點共修飾的Bi2WO6 (GQDs/BWO6-x)。該催化劑顯示出增強的光催化二氧化碳（CO2）轉(zhuǎn)化效率，一氧化碳（CO）的產(chǎn)率為43.9 μmol·g-1 h-1，比純Bi2WO6 (BWO)高1.7倍。GQDs/BWO6-x(3.3 ns)上的光生電子具有比BWO (2.7 ns)更長的平均熒光壽命，這意味著更高的電子-空穴分離效率。密度泛函理論計算結(jié)果表明，GQDs/BWO6-x中的電子從Vo遠原子流向Vo鄰原子，而不是局限在GQDs分子中。能壘計算結(jié)果表明：相較于BWO（1.12 eV），GQDs/BWO6-x（0.16 eV)更容易將*COOH轉(zhuǎn)化為*CO，而這是整個反應(yīng)的決速步驟。
Figure 1. GQDs、GQDs/BWO、GQDs/BWO6-x制備示意圖及形貌特征。 (a)GQDs/BWO6-x制備工藝示意圖。（b-c）SEM圖。（d-g）TEM圖以及放大的TEM圖。（h）GQDs/bwo 6-x的DF-STEM圖像。(i)-(l)元素分布圖。 (m)圖g中沿著兩條綠線的強度曲線。
Figure 2. BWO、BWO6-x、GQDs/BWO和GQDs/BWO6-x的XRD和光譜特征。(a-b) XRD圖以及相應(yīng)的放大區(qū)域。（c）紅外光譜。（d）EPR譜圖。（e-f）C 1s和(f)O1s XPS譜圖。
Figure 3. BWO、GQDs/BWO、BWO6-x和GQDs/BWO6-x的能帶結(jié)構(gòu)和光電性質(zhì)。(a)紫外-可見漫反射光譜和帶隙(插圖)。(b)BWO和GQDs/BWO6-x的時間分辨光致發(fā)光衰減光譜。（c）i-t曲線。（d）能帶結(jié)構(gòu)。
Figure 4. (a)BWO、GQDs/BWO和GQDs/BWO6-x每小時的CO產(chǎn)量;( b)在0℃可見光照射下使用四次循環(huán)實驗對GQDs/BWO6-x進行穩(wěn)定性測試;( c)在光催化還原
13CO
2中，GQDs/BWO6-x的
13CO質(zhì)譜和總離子色譜數(shù)據(jù)。
該研究工作由湘潭大學(xué)Pingle Liu課題組于2021年發(fā)表在Applied Catalysis B: Environmental期刊上。原文：Surface oxygen vacancy and graphene quantum dots co-modified Bi2WO6 toward highly efficient photocatalytic reduction of CO2。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
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