王传义教授团队通过简单的共沉淀-煅烧法制备了CoFeOx纳米片,发现煅烧温度对CoFeOx的晶体结构、形貌和表面积等物化性质产生很大影响,随着煅烧温度的升高,CoFeOx的结晶度会逐渐增强,比表面积逐渐减小,形貌也从纳米片逐渐转变为纳米颗粒(图2)。王传义教授团队首次将优化制备的CoFeOx纳米片作为助催化剂,应用于以Ru(bpy)32+为光敏剂的CO2还原体系。在可见光照下,CoFeOx纳米片表现出优异的助催化性能(图3)。与纯Ru(bpy)32+敏化的CO2还原体系相比,添加CoFeOx系统的CO产率提高了19倍(约为45.7 μmol/h)。进一步研究发现CoFeOx的Fe3+/Fe2+和Co3+/Co2+氧化还原对及其二维纳米片结构有利于光生电荷的快速转移,并能提供丰富的CO2吸附位点,因而促进了光催化CO2还原。此外,通过13CO2同位素标记实验验证了产物CO是来自CO2。活性循环实验也表明CoFeOx在CO2光还原系统中具有良好的稳定性(图3d)。这项工作对开发新型低成本、高效、稳定的非贵金属(助)催化材料具有一定参考作用。
文章第一作者为潘宝博士
Chemistry – A European Journal
DOI: 10.1002/chem.202201730