基于氨基化煤基碳点的复合光催化剂的制备及对CO2还原的催化性能

摘要

采用过氧化氢氧化法剥离出煤炭结构中的晶体碳[煤基碳点(CDs)],并通过亚硫酰氯氯化及乙二胺钝化等步骤对其进行氨基化修饰,制得N,S共掺杂的氨基化煤基碳点(NH2-CDs),再利用其表面的氨基和含氧基等官能团的配位及分散作用,将由氯化铜原位还原得到的氧化亚铜(Cu2 O)纳米粒子包覆于其中,制备了复合催化剂Cu2 O/NH2-CDs,表征了其结构和形貌,并考察了其可见光催化还原CO2/H2 O的性能.结果发现,NH2-CDs的存在使复合催化剂不仅具备了较强的CO2吸附性能,而且还具有了高效的电子-空穴对分离和电子转移能力,从而表现出优异的光催化还原CO2制备HCOOH的性能.反应6 h时,产物HCOOH的量为2582.4μmol/g cat,约为同条件下纯Cu2 O作为光催化剂时产物HCOOH产率的7.3倍.