铋掺杂提高氧化铈中氧空位浓度增强CO2光催化还原性能

摘要

氧空位在CO2光催化还原过程中往往发挥重要作用.本工作中,用水热法合成了不同Bi掺杂量的二氧化铈光催化剂Ce1?xBixO2?δ,其中Ce0.6Bi0.4O2–δ在Xe灯照射下表现出最高的光催化活性,其CO产率为纯二氧化铈纳米棒的4.6倍.X射线衍射(XRD)分析表明固溶体保留了二氧化铈的萤石结构;紫外–可见漫反射(UV-Vis)光谱表明固溶体可见光吸收增强;X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱(Raman)分析表明,掺杂后氧空位浓度明显提高.结合原位傅里叶变换红外光谱(in-situ FT-IR),发现引入Bi提高了固溶体中氧空位的浓度,并改变了CO2在催化剂表面上的吸附/活化行为,光照下碳酸氢根、碳酸根、甲酸等中间产物明显增多,从而增强了CO2光催化还原性能.