鑒于在新的發(fā)展理念下實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的重要性，合成高效、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定的光催化劑一直是可持續(xù)光催化CO2還原反應(yīng)（CRR）的優(yōu)先事項(xiàng)。從根本上講，界面電荷傳輸緩慢和產(chǎn)品選擇性差仍是CRR進(jìn)程中的一個(gè)挑戰(zhàn)。
基于此，鄭州大學(xué)薛超副教授和電子科技大學(xué)董帆教授（共同通訊作者）等人報(bào)道了在等離子體輔助光催化CRR中高密度單分散Bi/碳點(diǎn)（CDs）和超薄石墨相氮化碳（g-C3N4）納米網(wǎng)之間的協(xié)同效應(yīng)。
通過CDs的精確原位限制效應(yīng)，高密度單分散0D Bi團(tuán)簇均勻地錨定在2D超薄g-C3N4納米表面。優(yōu)化后的0D/2D g-C3N4/Bi/CDs異質(zhì)結(jié)在沒有任何犧牲劑的情況下，有效產(chǎn)率為22.7 umoL g-1，CO2光還原為CO的選擇性高達(dá)98%。具有LSPR效應(yīng)的等離子體雙團(tuán)簇位點(diǎn)不僅可以捕獲入射光并產(chǎn)生激發(fā)的熱電荷載流子，還可以增強(qiáng)g-C3N4納米的導(dǎo)電性。
同時(shí)，內(nèi)置電場驅(qū)動(dòng)力將等離子體Bi簇和g-C3N4光敏單元的定向注入光生電子調(diào)到相鄰的CDs儲(chǔ)層，從而促進(jìn)CRR過程中的快速分離和定向轉(zhuǎn)移。此外，原位光譜和密度泛函理論（DFT）計(jì)算結(jié)果有力地闡明了電荷轉(zhuǎn)移介導(dǎo)的過程和等離子體輔助的CRR途徑。該工作揭示了等離子體輔助光催化反應(yīng)的機(jī)理，為設(shè)計(jì)高效的等離子體光催化劑提供了途徑。
Carbon Dots Mediated In Situ Confined Growth of Bi Clusters on g-C3N4 Nanomeshes for Boosting Plasma-Assisted Photoreduction of CO2. Small, 2022, DOI: 10.1002/smll.202204154.
https://doi.org/10.1002/smll.202204154.
