煤基氧化石墨烯/钒酸铋复合物的构建及光还原CO2应用
张亚婷1
郑莉思2
李可可2
贾嘉2
张婷2
1.西安科技大学化学与化工学院,陕西西安 710054;自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室,陕西西安 7100212.西安科技大学化学与化工学院,陕西西安 710054
摘要：双碳目标下,煤炭资源的高附加值利用和C02资源化转化成为重要的研究课题,以煤为原料开发功能性煤基材料用于CO2绿色转化展现出广泛的应用前景.以晋城无烟煤为碳质前体,采用高温石墨化耦合化学氧化策略制备得到煤基氧化石墨烯(CGO),进而通过蒸发诱导自组装手段在CGO上生长钒酸铋纳米片(BVO),成功构筑得到CGO/BVO纳米复合材料,其独特的二维/二维纳米片结构有助于复合材料在可见光照射下完成光催化还原CO2过程.通过利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外可见光漫反射光谱(UV-vis)以及光电化学测试等手段对复合样品的结构形貌和光电性质进行了测定.研究表明:BVO纳米片具有窄的带隙以及宽的可见光吸收范围,可以赋予CGO/BVO复合材料良好的光吸收能力.同时借助CGO自身优异的物理化学性质充当助催化剂,可以有效转移BVO纳米片被光激发后产生的载流子.通过2者充分接触产生的协同作用,减小了复合材料界面传输电阻,提高了光生电子的分离与转移速率和光催化剂表面电荷密度,从而促进了 CO2光还原制甲醇反应的进行.当复合材料中CGO与BVO质量比达到10∶1时,所制备的CGO/BVO样品将CO2转化为甲醇的产率可达134.57 μmol/(g·h),是纯BVO纳米片的1.7倍.这项研究为煤基高附加值新材料用于光催化转化CO2制备甲醇提供了新思路.
关键词：煤炭氧化石墨烯钒酸铋光还原甲醇CO2
分类号：TQ536(煤化学及煤的加工利用)
资助基金：国家自然科学基金(U1703251)国家自然科学基金(U1810113)陕西省创新能力支撑计划资助项目(2019TD-021)
论文发表日期：2022-12-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 4290-4299 )
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