哈工大红外薄膜与晶体团队ACB: 有序微孔碳框架上富含硫空位ZnS助力实现高效光催化CO₂还原

主要观点总结

本文介绍了高小武等人在哈尔滨工业大学红外薄膜与晶体团队关于ZnS在光催化CO2还原领域的应用研究。该研究通过原位热处理策略，在有序介孔掺杂N的碳框架上实现了高效的CO2光还原。研究发现硫空位的有效引入能够改善电荷在邻近的Zn原子上的积累，实现了对CO2分子的有效吸附和活化，并降低了关键中间体*COOH的形成能垒。该研究为开发先进的光催化剂提供了新思路。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

CO2分子的线性结构具有极高的热力学稳定性，ZnS作为一种常见的半导体光催化剂，拥有足够负的导带位置，但在光催化CO2还原领域的应用受到其高的电荷重组率和迟缓的反应动力学的限制。

关键观点2: 研究方法

该研究采用两步原位热解策略，在有序介孔N掺杂碳骨架结构上合成高度均一分散的富S缺陷的ZnS纳米颗粒。

关键观点3: 研究结果

制备的V s -ZnS/OMN催化剂表现出明显的CO 2 光还原性能优势，包括CO的生成速率、产物选择性和优异的循环稳定性。借助先进的表征手段DFT理论计算，系统阐明了OMNC先进碳基结构和S空位的协同策略，有效促进了ZnS的光生载流子分离效率，降低了关键中间体 * COOH的形成能垒。

关键观点4: 研究亮点

该研究通过结合空位缺陷工程与有序介孔碳结构，实现了高效的光催化CO2还原；揭示了先进的多孔碳基复合结构和空位缺陷策略的协同效应有助于提升光催化性能；通过表征和理论分析，深入了解了硫空位在光催化过程中的关键作用。