浙农林/浙师大胡勇教授课题组最新ACB——碳掺杂协同调控载流子分离动力学和基元反应热力学用于CO2光还原

本文针对氧化锌光催化剂在CO2还原反应中存在的载流子分离效率低和表面反应动力学缓慢问题展开研究。背景指出光催化效率受限于光吸收、载流子分离和表面反应三个子过程的时间尺度差异，而ZnO虽具催化潜力却因宽带隙和激子复合限制了其活性。研究通过金属有机框架转化法合成碳掺杂ZnO纳米结构，利用碳掺杂引发晶格畸变增强内建电场，同时调节表面锌位点电子结构。实验表明碳掺杂使CO产率提升至30.09 μmol·g⁻¹·h⁻¹，达到纯ZnO的4.8倍，且同步优化了载流子分离动力学与反应热力学。结论证实碳掺杂协同促进了激子解离、降低反应能垒，为设计高效光催化剂提供了新策略。