鈷摻雜聚合氮化碳光催化還原二氧化碳性能研究

李佳慧，王 歡，李克艷，郭新聞

（大連理工大學化工學院精細化工國家重點實驗室，遼寧大連 116024）

隨著社會經濟的快速發展，人們對化石燃料的依賴度越來越高，其過度使用釋放出了大量的二氧化碳（CO2），引起了溫室效應等一系列嚴重的環境問題［1］。將CO2轉化為高附加值的化學品和燃料，是能夠同時解決環境污染和能源危機的有效途徑。CO2轉化技術包括電催化、熱催化、生物化學轉化和光催化等方法［2］。其中，光催化技術以光能的輸入作為驅動力，借助適合的半導體材料作為光催化劑進行反應，具有清潔、安全、低能耗、低成本等優點，是最有前景的CO2轉化方法之一［3］。但是，目前光催化CO2的轉換效率還較低，亟需發展高效的光催化劑。

聚合氮化碳（CN）是一種具有π電子共軛體系的二維（2D）層狀結構材料，禁帶寬度為2.7 eV左右，具有可見光響應、化學性質穩定、廉價易得、無毒等優點，在光催化領域得到了廣泛的研究和應用。通過煅燒一些富氮前驅體如雙氰胺、三聚氰胺、硫脲或尿素可方便地獲得CN等［4］。但是，由傳統熱聚合法得到的塊狀CN通常存在比表面積較小、可見光響應范圍窄、電子-空穴對易復合等缺點，嚴重限制了其光催化性能。為提升CN的光催化性能，人們通過各種方法對其進行改性，常見的改性手段包括金屬摻雜、形貌調控、缺陷工程和構建異質結等［5］。其中，金屬摻雜是提升CN光催化活性最有效的策略之一，將金屬引入CN可以改善其光吸收性能，促進其電荷分離和傳遞，并為CO2的吸附提供活性位點，整體上提升其光催化性能?！?br>