分子筛介导的氧化铟催化剂用于增强光催化CO2加氢

管勤辉; 郭昱昊; 李娜; 李敬; 颜廷江

物理化学学报 ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (11) : 48 -59.

分子筛介导的氧化铟催化剂用于增强光催化CO₂加氢

管勤辉, 郭昱昊, 李娜, 李敬, 颜廷江

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摘要

在光催化CO₂加氢领域，光生载流子的吸附-脱附行为及其动力学特性是影响光催化反应动力学过程与整体效率的关键因素。本文通过简便的浸渍-煅烧法制备了5A分子筛功能化的In₂O₃复合材料（记为IO@5A-xwt%）。其中，经5A分子筛负载量优化的IO@5A-5wt%复合材料在光催化CO₂转化为CO的反应中表现出色，CO生成速率达到2610.55μmol·g^-1·h^-1，为原始In₂O₃的19倍。此外，IO@5A-5wt%复合材料在经过持续45 h、总计108次循环的长时间测试后仍保持可接受的催化稳定性。一系列全面的表征技术和性能评估表明，5A分子筛的引入显著调节了光催化反应中的吸附-脱附行为和空穴动力学。5A分子筛的多通道结构具有合适的孔径，有效增强了CO₂的吸附。同时，5A分子筛的表面羟基促进了光生空穴的转移，从而抑制了光生载流子的复合。此外，反应产物H₂O更容易从催化剂表面脱附。这些协同效应共同构成了IO@5A-5wt%复合材料光催化性能增强的关键机制。