哈工大红外薄膜与晶体团队ACB：有序微孔碳框架上富含硫空位ZnS 助力实现高效光催化CO2还原

主要观点总结

本文介绍了高小武等人通过在有序介孔掺杂N的碳框架上设计富含S空位缺陷的ZnS纳米颗粒，实现了高效的光催化CO2还原。该研究利用两步原位热解策略，通过先进的表征手段DFT理论计算，系统阐明了OMNC先进碳基结构和S空位的协同策略有效促进了ZnS的光生载流子分离效率，降低了关键中间体*COOH的形成能垒，实现了卓越的CO2光还原性能。该成果在Applied Catalysis B期刊发表。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

CO2分子的线性结构具有极高的热力学稳定性，ZnS作为一种常见的半导体光催化剂，拥有足够负的导带位置，但其在光催化CO2还原领域的应用受到电荷重组率高和反应动力学迟缓的制约。

关键观点2: 研究亮点

本研究通过两步原位热解策略，成功在有序介孔碳骨架结构上合成了高度均一分散的富S缺陷的ZnS纳米颗粒。这种新型催化剂在CO2光还原性能方面表现出明显领先与传统ZnS基光催化剂，包括CO的生成速率、产物选择性和优异的循环稳定性。

关键观点3: 研究结果

研究表明，OMNC先进碳基结构和S空位的协同作用有效促进了ZnS的光生载流子分离效率，降低了关键中间体*COOH的形成能垒。此外，与传统ZnS基光催化剂相比，该新型催化剂表现出卓越的稳定性，且无明显降解。

关键观点4: 作者介绍

本文的第一作者为高小武，通讯作者为朱嘉琦和王永杰。朱嘉琦和王永杰均为哈尔滨工业大学的教授和博士生导师，在材料科学和能源催化领域具有卓越的贡献和丰富的经验。

文章预览

科学材料站 文 章 信 息 有序微孔碳框架上富含硫空位ZnS 助力实现高效光催化CO 2 还原 第一作者：高小武 通讯作者：王永杰，朱嘉琦，蒋仲杰， 通讯单位：哈尔滨工业大学，华南理工大学， 论文DOI： https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2024.124835 科学材料站 全 文 速 览 ZnS 的高电荷重组率和缓慢的反应动力学阻碍了它的光催化CO 2 还原领域的效率。近日，哈尔滨工业大学红外薄膜与晶体团队研究生高小武等人，在朱嘉琦/王永杰老师指导下，通过原位热处理策略，在有序介孔掺杂 N 的碳框架（Vs-ZnS/OMNC）上精心设计的富含S空位缺陷的 ZnS 纳米颗粒上实现了高效的 CO 2 光还原。fs-TA光谱阐明，引入硫空位（Vs）可有效促进ZnS/OMNC中光生电荷的分离，并显著改善其反应动力学。原位 DRIFTS 光谱和 DFT 计算显示，S空位的有效引入能够改善电荷在邻近的 Zn 原子上积累，从 ………………………………