MC镁瑞臣论文奖励丨四川轻化工大学：石晛、董兴安凭借使用我们MC镁瑞臣的产品，发表了最新光催化的研究成果！
发表期刊：Journal of Energy Chemistry
第一作者：石晛
通讯作者：董兴安
发表单位：四川轻化工大学 化学与环境工程学院
实验方向：光催化
影响因子：13.1
利用可再生能源光催化二氧化碳提供了一种有效的策略，通过增加评估的化学产品来缓解能源危机。光催化剂是二氧化碳光还原[1–4]活性和产物选择性的关键决定因素。近年来，具有相对合适的带隙的硫化铜（硫化亚铜）是一种很有前途的半导体。硫化亚铜的带结构说明在之前的报告表明，CB的位置高于二氧化碳氧化还原电位的能级，和VB位置略积极比水氧化的能级，表明硫化亚铜可以直接参与二氧化碳光还原[5]。对于原始的硫化亚铜来说，要实现令人满意的二氧化碳光还原性能仍然具有挑战性因为它的光激发载流子的快速重组。硫化亚铜与其他大带隙半导体或光敏剂的结合已成为抑制硫化亚铜内载流子高重组率的常用策略，从而提高了二氧化碳的光还原活性和选择性[6]。然而，需要注意的是，直接修饰原始硫化亚铜以获得增强的二氧化碳光还原性能仍然是非常具有挑战性的。
虽然光催化剂的内部电场（IEF）被认为是光电荷分离的有力驱动力，但调节IEF强度以增强光催化性能仍然是一个挑战。本文采用不同铜空位浓度的铜硫化物纳米片研究了IEF调制和相应的直接电荷转移。在样品中，与硫化亚铜和Cu1.95S纳米片相比，Cu1.8S纳米片具有更强的IEF强度，这表明通过引入更多的Cu空位可以提高IEF强度。这增强了Cu1的IEF值。8S纳米片诱导大量光生电子迁移到其表面，然后解离电子被铜空位捕获，从而产生空间上有效的电荷分离。此外，铜Cu1.8纳米片上的空位积累电子作为活性网站降低速率决定的能量障碍二氧化碳光还原步骤，导致选择性转换二氧化碳公司，IEF强度的操纵通过铜空位浓度调节铜硫化物光催化剂高效电荷分离，为合理提高太阳能转换的光催化性能提供了科学的策略。
论文第一作者为：石晛
论文通讯作者为：董兴安
缺陷形成能和普遍存在的铜空位[7]。铜空位的作用已在一些领域得到证实。例如，在信息存储领域，Cu1.8S忆阻器具有较小的开关电压、开关速度快、高开关均匀性、工作温度范围广、稳定保留和良好的循环耐久性，说明在硫化铜上引入铜空位是设计高性能忆阻器[7]的可行策略。
本文所用设备
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催化剂制备：Cu2S：将0.4g Cu（NO3）2·3H2O和0.614g谷胱甘肽溶解在60mL去离子水中以形成均匀的溶液。在40°C下搅拌0.5小时，将1.0 g CTAB加入溶液中。然后将获得的溶液转移到100 mL反应釜中，在120°C下进行水热反应24小时。冷却至室温后，离心并清洗样品，最后在80°C下真空干燥24小时。Cu1.95S:1 mmol CuCl2‧2H2O和300 mg CTAB通过连续搅拌溶解在40 mL乙二醇中，然后加入1 mmol CH3CSNH2，并将混合物连续搅拌2小时。随后，将所得混合物在反应釜中加热48小时。冷却至室温后，离心并清洗样品，最后在80°C下真空干燥24小时。Cu1.8S：将0.3gCuCl2和0.8gPVP溶于50毫升乙二醇中，搅拌0.5小时后加入0.4克硫脲。再搅拌10分钟后，将混合物转移到40毫升反应釜中，在150℃下加热16小时。冷却至室温后，离心并清洗样品，最后在80°C下真空干燥24小时。催化剂性能测试：采用北京镁瑞臣有限公司设计的封闭式气体循环智能化测试系统(如图所示)。首先，将10mg样品分散在10mL蒸馏水中，滴在半径为2.0cm的微孔膜表面后干燥。随后，将反应系统抽空，并在约1atm的恒定压力下吹扫纯CO2。以载有AM 1.5G滤光片的300W氙灯作为光源（北京镁瑞臣有限公司），使用循环冷却系统将反应温度保持在298K，使用气相色谱仪对产物气体进行定性分析。
本文采用简单的绿色静电法，将PRGO与TP-COF结合的自组装方法，构建了一种新型有机-无机复合无金属异质结光催化剂。PRGO和TP-COF能够在可见光下被激发产生光产生载流子，并按照S方案机制进行迁移，实现了有效的电荷空间分离，使足够的电子减少CO 2。此外，在红外热的帮助下，由PRGO产生的热电子促进由于光热效应导致的载流子分离，减少了光生成的e-h+对的重组。因此，基于PRGO的光热效应和PRGO与TP-COF之间的异质结的协同效应，25%的PRGO/TP-COF具有较好的CO收率（48.81 μmol/g）。本研究为环境和能源应用的经济环保型氧化石墨烯基无金属复合材料的设计提供了新的思路。
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