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光催化氮削减Ti3C2 MXene派生的氧空位㏑我C /二氧化钛( Photocatalytic Nitrogen Reduction by Ti3C2 MXene Derived Oxygen Vacancy㏑ich C/TiO2 )
J Qian S Zhao W Dang Y Liao J Tang nitrogen fixation photocatalysis Ti3C2 MXene oxygen vacancy TiO2
本工作以Ti3C2二甲苯为前驱体,采用一:TEP焙烧法制备了富氧空位的C/TiO2(OV/TiO2)样品,并用于光催化还原N2。以H2O和CH3OH为质子源,制备的OV/TiO2样品的NH3产率均超过了工业锐钛矿TiO2和P25。其中OV/TiO20的NH3合成速率显著,分别为41.00mol g1 h1(以H2O为质子源)和84.00mol g1 h1(以CH3OH为质子源)。光电流和荧光光谱表明,OV/TiO20在所有制备的样品中表现出最高的光载流子产生/分离速率和最长的光载流子寿命。ESR和TPD实验证实了制备的OV/TiO20表面的N2化学选择比工业锐钛矿型TiO2表面的N2化学选择更有效。DFT计算进一步证明N2在TiO2表面的氧空位上通过一个低能垒的Gibbs自由能释放引导交替路径转化为NH3。本工作以Ti3C2二甲苯为前驱体,以可重复的方式制备了一种具有丰富空位的新型TiO2结构。以H2O和CH3OH为质子源的光催化合成NH3过程证明了所制备的新型TiO2结构是高效的。
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