理论计算研究二维/二维BP/g-C3N4异质结的光催化CO2还原性能

摘要：

光催化二氧化碳还原成烃类化合物是解决能源短缺和环境污染的重要途径.而构建复合物光催化剂可以有效地解决单一光催化剂的缺点,并且提高二氧化碳还原活性.尽管对复合物光催化剂已经做了很多研究,然而对其活性增强的内在机制还缺乏理论认识.本文采用密度泛函理论计算方法研究了二维/二维BP/g-C3N4复合模型的电子性质和CO2还原反应过程.通过对能带位置和界面电子相互作用的综合分析发现,在BP/g-C3N4异质结中,光生载流子的迁移遵循S型异质结光催化机制.与单一的g-C3N4相比,这种异质结可以实现光生载流子的高效分离并且拥有良好的氧化还原能力.此外,通过对比研究CO2在g-C3N4和BP/g-C3N4还原反应过程发现,异质结使CO2还原反应的最大能垒从1.48 eV降低到1.22 eV.因此,BP/g-C3N4异质结在理论上被证明是一种优良的CO2还原光催化剂.这项工作有助于了解BP改性对g-C3N4光催化活性的影响,也为其他高性能CO2还原光催化剂的设计提供理论依据.

关键词：光催化、CO2还原、S型异质结、g-C3N4、理论计算

所属期刊栏目：37

分类号：O649(物理化学（理论化学）、化学物理学)

在线出版日期：2021-07-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：148-156