Pt_(0.01)Fe_(0.05)-g-C_(3)N_(4)催化剂高效光热催化二氧化碳还原

光热催化是一种高效利用太阳光,将二氧化碳转化为高价值产物的方法.本工作以石墨相氮化碳为载体,通过水热-浸渍两步法制备了负载铂、铁氧化物的石墨相氮化碳催化剂.该催化剂具备优异的光热转换性能,可实现7.36 mmol·h^(−1)·gcat^(−1)的二氧化碳还原活性和97%的一氧化碳选择性.使用X射线晶体衍射(XRD)、配备能量色散X射线谱(EDS)的球差校正扫描透射电子显微镜(Cs-S/TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(DRS)等表征手段从催化剂物相、微观结构、表面状态、光学性能等方面对催化剂进行了表征.结果显示,催化剂能吸收全谱太阳光,且具备较高的载流子分离效率.基于原位傅里叶变换红外光谱(DRIFTS)表征结果,提出了二氧化碳在催化剂表面的可能的反应机理,并对铂在铁氧化物表面的氢溢流效应进行了表征.结果表明二氧化碳和氢气分别在铁氧化物、铂位点被活化,参与催化反应.本工作对后续光热二氧化碳还原催化剂的设计、合成与机理研究具有一定的参考作用.