全固态Z-Scheme異質結光催化劑：α-Fe2O3/Amin-RGO/CsPbBr3用于光催化CO2還原

        化石燃料的大量使用增加了CO₂排放，加劇能源危機和全球變暖問題，光催化轉換CO₂到有機燃料是一種理想的解決方式。具有優異光電性能的鹵素鈣钛礦(PVK)是一類很有前途的光催化劑，但PVK具有很高的熒光量子效率限制了其光催化活性。PVK與半導體或金屬構建II型異質結或肖特基結可有效降低鈣钛礦中的電荷複合，促進電荷分離，從而提升光催化性能。然而，PVK-II型異質結或PVK-肖特基結材料中光生載流子的轉移機制削弱了催化劑的氧化還原能力。

        鑒于此，太阳集团1088vip匡代彬教授和陳洪燕副教授研究團隊首次将CsPbBr₃納米晶錨定在氨基化RGO包覆的α-Fe₂O₃納米棒陣列上(α-Fe₂O₃/Amine-RGO/CsPbBr₃)，構築Z-Scheme異質結光催化劑，用于光催化CO₂還原和H₂O氧化。通過引入Amine-RGO作為有效的電子傳輸介質，調控α-Fe₂O₃與CsPbBr₃的界面相互作用力，從而建立了高效的α-Fe₂O₃到CsPbBr₃的Z-Scheme異質結電子轉移路徑，導緻了α-Fe₂O₃光生空穴和CsPbBr₃光生電子分别在其價帶和導帶上積累，保持了α-Fe₂O₃和CsPbBr₃強的氧化和還原能力。通過電子自旋共振光譜、超快光譜和光電化學測試，直接揭示了光生載流子在Z-Scheme異質結中的傳輸路徑，為提高鹵素鈣钛礦光催化性能提供新的思路。α-Fe₂O₃/Amine-RGO/CsPbBr₃複合材料的光生電子産率是單獨CsPbBr₃納米晶的8.3倍。該研究成果發表在Cell旗下期刊《Chem》上(Yong Jiang, Jin-Feng Liao, Hong-Yan Chen,* Hong-Hong Zhang, Jun-Yan Li, Xu-Dong Wang and Dai-Bin Kuang*, Chem, 2020, 6(3), 766-780)，題為“All-Solid-State Z-Scheme α-Fe₂O₃/Amine-RGO/CsPbBr₃ Hybrids for Visible-Light Driven Photocatalytic CO₂ Reduction”。

        該研究工作得到了國家自然科學基金、廣東省高等學校珠江學者崗位計劃資助項目、中央高校基本科研業務費、生物無機與合成化學教育部重點實驗室和Lehn功能材料研究所的大力支持。

        論文連接：https://doi.org/10.1016/j.chempr.2020.01.005或https://authors.elsevier.com/a/1ajQ58jWHE7804