Cs3Bi2BrxI9-x纳米晶的重结晶法制备及光催化性能探究

刘兆磊; 颜培建; 孔祥晋

doi:10.19728/j.issn1672-6634.2025120012

聊城大学学报（自然科学版） ›› 2026, Vol. 39 ›› Issue (5) : 729 -736+745. DOI: 10.19728/j.issn1672-6634.2025120012

Cs₃Bi₂Br_xI_9-x纳米晶的重结晶法制备及光催化性能探究

刘兆磊, 颜培建, 孔祥晋

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摘要

光催化CO₂还原因其能够同时缓解温室效应并生产清洁燃料而备受关注。推动该技术走向应用的关键在于开发高效和低成本的光催化剂。Cs₃Bi₂I₉是一种低毒且稳定的非铅钙钛矿,但其价带空穴对水氧化驱动力较弱,导致光催化活性较低。为此,采用配体辅助重结晶法制备系列Cs₃Bi₂Br_xI_9-x（x=0、3、4.5和9）纳米晶催化剂,Br的引入使催化剂的价带下移,提升了水氧化热力学驱动力,同时促进了光生载流子的分离。催化结果表明,Cs₃Bi₂Br₃I₆纳米晶的最佳CO产率为70μmol/g,相较于Cs₃Bi₂I₉（21μmol/g）提升3.3倍以上。同位素标记实验证实,产物CO和O₂分别来源于CO₂还原与H₂O氧化。原位漫反射傅里叶红外光谱分析表明,CO₂首先吸附在Cs₃Bi₂Br₃I₆的不饱和Bi位点。随后经历质子耦合电子转移过程形成COOH。该中间体通过进一步的质子耦合电子及脱水反应,生成吸附态的^*CO。最脱CO附形成CO。