MC鎂瑞臣論文獎勵丨四川輕化工大學：石晛憑借使用我們MC鎂瑞臣的產品，發表了最新光催化研究成果！

2025-04-16 17:00:15 53閱讀次數

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發表期刊：Journal of Energy Chemistry

文章題目：Internal electric field modulation by copper vacancy concentration of cuprous sulfide nanosheets for enhanced selective CO2 photoreduction

for achieving highly efficient CO2 reduction and tetracycline oxidation

第一作者：石晛

通訊作者：董興安

發表單位：四川輕化工大學化學與環境工程學院

實驗方向：光催化

影響因子：13.1

本文亮點

雖然光催化劑的內部電場（IEF）被認為是光電荷分離的有力驅動力，但調節IEF強度以增強光催化性能仍然是一個挑戰。本文采用不同銅空位濃度的銅硫化物納米片研究了IEF調制和相應的直接電荷轉移。在樣品中，與硫化亞銅和Cu1.95S納米片相比，Cu1.8S納米片具有更強的IEF強度，這表明通過引入更多的Cu空位可以提高IEF強度。這增強了Cu1的IEF值。8S納米片誘導大量光生電子遷移到其表面，然后解離電子被銅空位捕獲，從而產生空間上有效的電荷分離。此外，銅Cu1.8納米片上的空位積累電子作為活性網站降低速率決定的能量障礙二氧化碳光還原步驟，導致選擇性轉換二氧化碳公司，IEF強度的操縱通過銅空位濃度調節銅硫化物光催化劑高效電荷分離，為合理提高太陽能轉換的光催化性能提供了科學的策略。

前言

利用可再生能源光催化二氧化碳提供了一種有效的策略，通過增加評估的化學產品來緩解能源危機。光催化劑是二氧化碳光還原[1–4]活性和產物選擇性的關鍵決定因素。近年來，具有相對合適的帶隙的硫化銅（硫化亞銅）是一種很有前途的半導體。硫化亞銅的帶結構說明在之前的報告表明，CB的位置高于二氧化碳氧化還原電位的能級，和VB位置略積極比水氧化的能級，表明硫化亞銅可以直接參與二氧化碳光還原[5]。對于原始的硫化亞銅來說，要實現令人滿意的二氧化碳光還原性能仍然具有挑戰性因為它的光激發載流子的快速重組。硫化亞銅與其他大帶隙半導體或光敏劑的結合已成為抑制硫化亞銅內載流子高重組率的常用策略，從而提高了二氧化碳的光還原活性和選擇性[6]。然而，需要注意的是，直接修飾原始硫化亞銅以獲得增強的二氧化碳光還原性能仍然是非常具有挑戰性的。

論文第一作者為：石晛

論文通訊作者為：董興安

背景介紹

銅離子在硫化銅中的遷移勢壘較小，源于其相對松散的鍵合，會導致低缺陷形成能和普遍存在的銅空位[7]。銅空位的作用已在一些領域得到證實。例如，在信息存儲領域，Cu1.8S憶阻器具有較小的開關電壓、開關速度快、高開關均勻性、工作溫度范圍廣、穩定保留和良好的循環耐久性，說明在硫化銅上引入銅空位是設計高性能憶阻器[7]的可行策略。同時，對于電化學的二氧化碳還原，除了調制電子。

本文使用設備

文章概述

1.催化劑制備： Cu2S：將0.4g Cu（NO3）2·3H2O和0.614g谷胱甘肽溶解在60mL去離子水中以形成均勻的溶液。在40°C下攪拌0.5小時，將1.0 g CTAB加入溶液中。然后將獲得的溶液轉移到100 mL反應釜中，在120°C下進行水熱反應24小時。冷卻至室溫后，離心并清洗樣品，最后在80°C下真空干燥24小時。

Cu1.95S:1 mmol CuCl2?2H2O和300 mg CTAB通過連續攪拌溶解在40 mL乙二醇中，然后加入1 mmol CH3CSNH2，并將混合物連續攪拌2小時。隨后，將所得混合物在反應釜中加熱48小時。冷卻至室溫后，離心并清洗樣品，最后在80°C下真空干燥24小時。

Cu1.8S：將0.3gCuCl2和0.8gPVP溶于50毫升乙二醇中，攪拌0.5小時后加入0.4克硫脲。再攪拌10分鐘后，將混合物轉移到40毫升反應釜中，在150℃下加熱16小時。冷卻至室溫后，離心并清洗樣品，最后在80°C下真空干燥24小時。

2.催化劑性能測試：采用北京鎂瑞臣有限公司設計的封閉式氣體循環智能化測試系統(如圖所示)。首先，將10mg樣品分散在10mL蒸餾水中，滴在半徑為2.0cm的微孔膜表面后干燥。隨后，將反應系統抽空，并在約1atm的恒定壓力下吹掃純CO2。以載有AM 1.5G濾光片的300W氙燈作為光源（北京鎂瑞臣有限公司），使用循環冷卻系統將反應溫度保持在298K，使用氣相色譜儀對產物氣體進行定性分析。

全文小結

在本研究中，我們探討了銅的銅空位濃度與IEF強度之間的關系。隨

著Cu空位的增加，Cu1.8S增強了Cu1.95S和無空位硫化亞銅的IEF強度，從而增強了電荷的分離和轉移。遷移到Cu1.8S表面的自由電子被Cu空位捕獲，Cu空位積累了一定數量的電子，為二氧化碳的一次活化提供了足夠的活性位點。此外，通過降低速率確定步驟Cu1的能量勢壘。具有更多空位的二氧化碳選擇性降低，我們認為本研究中提出的IEF強度調制策略可以應用于其他銅基催化劑，以實現高性能和調節太陽能轉換的產品選擇性。

文獻信息

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END

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公司在光催化實驗設備技術研發方面不斷攻克技術難題，為光催化降解污染物、光解水制氫制氧或全解水、光催化二氧化碳還原、光催化合成氨（固氮）、光催化降解VOC、甲醛等實驗提供運行更穩定、操作更便捷的實驗設備整體解決方案。目前業務遍及全國，為淮北師范大學、清華大學、北京化工大學、北京大學、天津大學、上海交通大學、華東理工大學、武漢大學、西安交通大學、南京工業大學、南京林業大學、東北師范大學、福州大學、中科院物理研究所等科研機構提供了周到滿意的服務，贏得了良好口碑。

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