MC镁瑞臣论文奖励丨四川轻化工大学：石晛凭借使用我们MC镁瑞臣的产品，发表了最新光催化研究成果！

2025-04-16 17:00:15 45阅读次数

扫码分享

发表期刊：Journal of Energy Chemistry

文章题目：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

通讯作者：董兴安

发表单位：四川轻化工大学化学与环境工程学院

实验方向：光催化

影响因子：13.1

本文亮点

虽然光催化剂的内部电场（IEF）被认为是光电荷分离的有力驱动力，但调节IEF强度以增强光催化性能仍然是一个挑战。本文采用不同铜空位浓度的铜硫化物纳米片研究了IEF调制和相应的直接电荷转移。在样品中，与硫化亚铜和Cu1.95S纳米片相比，Cu1.8S纳米片具有更强的IEF强度，这表明通过引入更多的Cu空位可以提高IEF强度。这增强了Cu1的IEF值。8S纳米片诱导大量光生电子迁移到其表面，然后解离电子被铜空位捕获，从而产生空间上有效的电荷分离。此外，铜Cu1.8纳米片上的空位积累电子作为活性网站降低速率决定的能量障碍二氧化碳光还原步骤，导致选择性转换二氧化碳公司，IEF强度的操纵通过铜空位浓度调节铜硫化物光催化剂高效电荷分离，为合理提高太阳能转换的光催化性能提供了科学的策略。

前言

利用可再生能源光催化二氧化碳提供了一种有效的策略，通过增加评估的化学产品来缓解能源危机。光催化剂是二氧化碳光还原[1–4]活性和产物选择性的关键决定因素。近年来，具有相对合适的带隙的硫化铜（硫化亚铜）是一种很有前途的半导体。硫化亚铜的带结构说明在之前的报告表明，CB的位置高于二氧化碳氧化还原电位的能级，和VB位置略积极比水氧化的能级，表明硫化亚铜可以直接参与二氧化碳光还原[5]。对于原始的硫化亚铜来说，要实现令人满意的二氧化碳光还原性能仍然具有挑战性因为它的光激发载流子的快速重组。硫化亚铜与其他大带隙半导体或光敏剂的结合已成为抑制硫化亚铜内载流子高重组率的常用策略，从而提高了二氧化碳的光还原活性和选择性[6]。然而，需要注意的是，直接修饰原始硫化亚铜以获得增强的二氧化碳光还原性能仍然是非常具有挑战性的。

论文第一作者为：石晛

论文通讯作者为：董兴安

背景介绍

铜离子在硫化铜中的迁移势垒较小，源于其相对松散的键合，会导致低缺陷形成能和普遍存在的铜空位[7]。铜空位的作用已在一些领域得到证实。例如，在信息存储领域，Cu1.8S忆阻器具有较小的开关电压、开关速度快、高开关均匀性、工作温度范围广、稳定保留和良好的循环耐久性，说明在硫化铜上引入铜空位是设计高性能忆阻器[7]的可行策略。同时，对于电化学的二氧化碳还原，除了调制电子。

本文使用设备

文章概述

1.催化剂制备： Cu2S：将0.4g Cu（NO3）2·3H2O和0.614g谷胱甘肽溶解在60mL去离子水中以形成均匀的溶液。在40°C下搅拌0.5小时，将1.0 g CTAB加入溶液中。然后将获得的溶液转移到100 mL反应釜中，在120°C下进行水热反应24小时。冷却至室温后，离心并清洗样品，最后在80°C下真空干燥24小时。

Cu1.95S:1 mmol CuCl2?2H2O和300 mg CTAB通过连续搅拌溶解在40 mL乙二醇中，然后加入1 mmol CH3CSNH2，并将混合物连续搅拌2小时。随后，将所得混合物在反应釜中加热48小时。冷却至室温后，离心并清洗样品，最后在80°C下真空干燥24小时。

Cu1.8S：将0.3gCuCl2和0.8gPVP溶于50毫升乙二醇中，搅拌0.5小时后加入0.4克硫脲。再搅拌10分钟后，将混合物转移到40毫升反应釜中，在150℃下加热16小时。冷却至室温后，离心并清洗样品，最后在80°C下真空干燥24小时。

2.催化剂性能测试：采用北京镁瑞臣有限公司设计的封闭式气体循环智能化测试系统(如图所示)。首先，将10mg样品分散在10mL蒸馏水中，滴在半径为2.0cm的微孔膜表面后干燥。随后，将反应系统抽空，并在约1atm的恒定压力下吹扫纯CO2。以载有AM 1.5G滤光片的300W氙灯作为光源（北京镁瑞臣有限公司），使用循环冷却系统将反应温度保持在298K，使用气相色谱仪对产物气体进行定性分析。

全文小结

在本研究中，我们探讨了铜的铜空位浓度与IEF强度之间的关系。随

着Cu空位的增加，Cu1.8S增强了Cu1.95S和无空位硫化亚铜的IEF强度，从而增强了电荷的分离和转移。迁移到Cu1.8S表面的自由电子被Cu空位捕获，Cu空位积累了一定数量的电子，为二氧化碳的一次活化提供了足够的活性位点。此外，通过降低速率确定步骤Cu1的能量势垒。具有更多空位的二氧化碳选择性降低，我们认为本研究中提出的IEF强度调制策略可以应用于其他铜基催化剂，以实现高性能和调节太阳能转换的产品选择性。

文献信息

往期推荐

#文献速递丨史无前例！光催化领域新突破，江海龙教授最新Angew！

#文献速递丨3月份光催化领域高热度文章转载

#2024年1月热门文献汇总

END

北京镁瑞臣科技有限公司（简称）创立于2018年3月，总部位于北京市海淀区百旺弘祥科技产业园，公司集科研仪器研发制造、销售、服务于一体，以光催化行业为经营主线，致力于环境清洁、新能源、新材料、碳中和纵向深入发展和横向拓展并行的高科技企业。具有中关村高新技术企业认证和国家高新技术企业资质，企业信用评级AAA级企业认证，ISO9001质量管理体系质量认证及多项实用新型和发明专利。

公司在光催化实验设备技术研发方面不断攻克技术难题，为光催化降解污染物、光解水制氢制氧或全解水、光催化二氧化碳还原、光催化合成氨（固氮）、光催化降解VOC、甲醛等实验提供运行更稳定、操作更便捷的实验设备整体解决方案。目前业务遍及全国，为淮北师范大学、清华大学、北京化工大学、北京大学、天津大学、上海交通大学、华东理工大学、武汉大学、西安交通大学、南京工业大学、南京林业大学、东北师范大学、福州大学、中科院物理研究所等科研机构提供了周到满意的服务，赢得了良好口碑。

立志于在光催化行业深耕细作厚积薄发，用品牌和服务成就每一个应该成功的人，愿成为您科研路上最真诚的伙伴！

产品推荐