通訊作者：張錦英、王振宇、Shaobin Wang
論文DOI：10.1021/acscatal.5c03854
本文報道了一種硒原子替代的一維鋸齒狀磷同素異形體（ZLP-Se）的單晶合成與表征，并探討了其在光催化CO?還原反應中的應用。研究發(fā)現(xiàn)，硒原子替代顯著增強了CO?的吸附和C-C偶聯(lián)能力，從而提高了乙烯（C?H?）的產(chǎn)率。磷因其同素異形體的多樣性和可變的衍生結(jié)構(gòu)，在光催化CO?還原反應中備受關注。然而，目前大多數(shù)磷基光催化劑主要生成C1產(chǎn)物（如CO或甲酸），而高附加值的C2產(chǎn)物（如乙烯）的生成仍然是一個挑戰(zhàn)。一維磷結(jié)構(gòu)因其高比表面積和強各向異性尺寸效應，在光催化CO?為C?H?的反應中展現(xiàn)出潛力。硒（Se）因其獨特的光電和光敏性質(zhì)，被認為是磷結(jié)構(gòu)中取代磷原子的優(yōu)秀候選元素。
成功合成了硒原子替代的一維鋸齒狀磷同素異形體單晶ZLP-Se。
通過SC-XRD和熱力學相圖計算確定了ZLP-Se的晶體結(jié)構(gòu)和硒原子的取代模式。
發(fā)現(xiàn)硒原子替代顯著增強了CO?的吸附和C-C偶聯(lián)能力，從而提高了乙烯的產(chǎn)率。
在Ag助催化劑輔助下，ZLP-Se展現(xiàn)出優(yōu)異的光催化CO?還原性能，C?H?的產(chǎn)率和選擇性均超過大部分已報導的光催化劑。
圖1：展示了ZLP-Se晶體的光學圖像、SEM圖像、TEM圖像及元素分布圖。
圖2：展示了ZLP-Se的結(jié)構(gòu)表征，包括Raman光譜、XPS光譜和UV/vis DRS光譜。
圖3：展示了ZLP-Se的晶體結(jié)構(gòu)和能帶結(jié)構(gòu)計算。
圖4：展示了ZLP-Se在光催化CO?還原反應中的性能。
圖5
