南京大学学报(自然科学版) ›› 2017, Vol. 53 ›› Issue (5): 823.
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刘 熠,李 艳*,黎晏彰,鲁安怀,丁竑瑞,王长秋
Liu Yi,Li Yan*,Li Yanzhang,Lu Anhuai,Ding Hongrui,Wang Changqiu
摘要: 利用电子探针(EPMA),X射线光电子能谱(XPS),拉曼光谱(Raman)和紫外可见漫反射(UV-vis DRS)对天然闪锌矿成分、物相与能带结构进行了表征,发现Fe,Cu,Ga等杂质金属可抬升闪锌矿价带能级位置,减小禁带宽度,并在其禁带中引入施主与受主能级,增强闪锌矿的光吸收范围.在pH为6的厌氧条件下,光照9 h后天然闪锌矿光催化还原CO2产生的甲酸浓度达到12 mg·L-1,高于合成ZnS的10 mg·L-1.当NaH2PO2与Na2S作为复合空穴捕获剂时,CO2光催化还原速率较由Na2S作为空穴捕获剂的体系提升45%.在此基础上,根据实验介质环境下闪锌矿表面荷电特性,探讨了闪锌矿对CO2的吸附方式影响CO2还原效率并降低CO2转化为CO-2阴离子能垒的微观机制.研究结果可扩展天然半导体矿物作为低成本、大产量光催化剂在CO2有机转化领域的应用范围.
[1] Tseng I H,Chang W C,Wu J C S.Photoreduction of CO2 using sol-gel derived titania and titania-supported copper catalysts.Applied Catalysis B:Environmental,2002,37(1):37-48. [28] Xia X H,Jia Z J,Yu Y,et al.Preparation of multi-walled carbon nanotube supported TiO2 and its photocatalytic activity in the reduction of CO2 with H2O.Carbon,2007,45(4):717-721. |
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