In-situ preparation of TiO2/N-doped graphene hollow sphere photocatalyst with enhanced photocatalytic CO2 reduction performance
In-situ preparation of TiO2/N-doped graphene hollow sphere photocatalyst with enhanced photocatalytic CO2 reduction performance
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原位制备TiO2/N掺杂石墨烯空心球光催化剂，增强光催化CO2还原性能
DOI：
10.1016/s1872-2067(21)63805-6
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发表时间：
2021-10
影响因子：
16.5
通讯作者：
Yu Jiaguo
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang Libo;Zhu Bicheng;Cheng Bei;Zhang Jianjun;Zhang Liuyang;Yu Jiaguo
光催化CO2转化效率受到光生电荷载流子快速复合的阻碍。通过在具有高质量界面接触的光催化剂上构建助催化剂可以有效抑制复合。在此，我们开发了一种新策略，通过化学气相沉积（CVD）在具有大面积和紧密界面接触的TiO2空心球（HS）上原位生长超薄氮掺杂石墨烯（NG）层。优化后的TiO2/NG HS纳米复合材料的CO2总转化率（CO、CH3OH和CH4的总产率）为18.11 μmol g−1h−1，比空白TiO2HS高约4.6倍。实验结果表明，紧密的界面接触和丰富的吡啶N位点可以有效促进光生载流子的分离和传输，实现增强的光催化CO2还原性能。此外，这项工作为原位构建石墨烯基光催化剂以实现高效光催化二氧化碳转化提供了有效的策略。
Photocatalytic CO2conversion efficiency is hampered by the rapid recombination of photogenerated charge carriers. It is effective to suppress the recombination by constructing cocatalysts on photocatalysts with high-quality interfacial contact. Herein, we develop a novel strategy toin-situgrow ultrathinN-doped graphene (NG) layer on TiO2hollow spheres (HS) with large area and intimate interfacial contact via a chemical vapor deposition (CVD). The optimized TiO2/NG HS nanocomposite achieves total CO2conversion rates (the sum yield of CO, CH3OH and CH4) of 18.11 μmol g−1h−1, which is about 4.6 times higher than blank TiO2HS. Experimental results demonstrate that intimate interfacial contact and abundant pyridinic N sites can effectively facilitate photogenerated charge carrier separation and transport, realizing enhanced photocatalytic CO2reduction performance. In addition, this work provides an effective strategy forin-situconstruction of graphene-based photocatalysts for highly efficient photocatalytic CO2conversion.
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