调节CeO₂₋ₓ中的配位环境以增强光催化CO₂转化的稳定性和性能

本文针对CeO₂基光催化剂中氧空位(Vo)在空气中易被氧分子填充导致稳定性不足的问题，提出通过铟(In)掺杂调控CeO₂₋ₓ局部配位环境，构建In³⁺–Vo复合体以增强Vo稳定性。研究采用水热法合成In掺杂CeO₂₋ₓ材料，通过XAS、PALS等表征证实In³⁺取代Ce⁴⁺形成稳定复合体，有效抑制空位团簇生成。性能测试显示优化后的In-CeO₂₋ₓ在5小时光照下CO产率达301.6 μmol·g⁻¹，为纯CeO₂的53倍，且4次循环后活性保持率达95%。理论计算表明In³⁺–Vo复合体通过缩短Ce–O键长优化*COOH中间体吸附，将反应决速步能垒从0.56 eV降至0.48 eV。该研究为设计高效稳定的金属氧化物光催化剂提供了新策略。