Hongjian Yu Hongwei Huang Sushil Auluck Lizhen Liu Tianyi Ma Yihe Zhang
يعد تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى الوقود الشمسي أمرًا واعدًا لتوليد الطاقة المتجددة. هنا ، يتم تحضير الصفائح النانوية SrBi2Nb2O9 كمحفزات ضوئية عالية الأداء لتقليل ثاني أكسيد الكربون ، مما يبرز تفوق الاستقطاب الكهروضوئي وهجرة الشحنة متباينة الخواص. يوفر الاستقطاب الكهروحراري داخل الصفائح النانوية SrBi2Nb2O9 مجالًا كهربائيًا داخليًا ، مما يسهل بشكل كبير فصل الشحنات السائبة. أيضًا ، تهاجر الإلكترونات والثقوب المتولدة ضوئيًا بشكل منفصل إلى طبقات NbO6 ثماني السطوح وداخل المستوى ab في طبقات Bi O2 ، مما يحقق انتقالًا فعالًا للشحنة متباين الخواص. بدون محفز مساعد أو عامل مضحي ، تُظهر الصفائح النانوية SrBi2Nb2O9 نشاطًا بارزًا لخفض ثاني أكسيد الكربون في إنتاج الميثان. يتم تعزيز الاستقطاب الفيروكهربائي بواسطة صقل كهربائي ومعالجات ما بعد التلدين. يُظهر SrBi2Nb2O9 المستقطب كهربائيًا معدل تطور CH4 مرتفعًا يبلغ 25.91 ميكرولتر جم -1 ساعة مع AQE يبلغ 1.96٪ عند 365 نانومتر ، يتجاوز معظم المحفزات الضوئية الحديثة المنشور عنها حتى الآن. يمهد هذا العمل طريقًا لتطوير محفزات ضوئية عالية الكفاءة وما هو أبعد من ذلك من خلال ضبط الهيكل الفيروكهربائي والهيكل الإلكتروني.
CO2 photoreduction into solar fuels is promising for generating renewable energy. Herein, SrBi2Nb2O9 nanosheets are prepared as high-performance photocatalysts for CO2 reduction, highlighting superiority of ferroelectric polarization and anisotropic charge migration. Ferroelectric polarization within SrBi2Nb2O9 nanosheets provides an in-built electric field, which greatly facilitates the bulk charge separation. Also, the photogenerated electrons and holes migrate separately to the NbO6 octahedral layers and within the ab-plane in the Bi2O2 layers, achieving efficient anisotropic charge migration. Without co-catalyst or sacrificial agent, SrBi2Nb2O9 nanosheets show outstanding CO2 reduction activity in producing CH4. The ferroelectric polarization is further enhanced by electric poling and annealing post-treatments. The electrically poled SrBi2Nb2O9 shows a high CH4 evolution rate of 25.91 μmol g-1 h-1 with an AQE of 1.96 % at 365 nm, exceeding most of state-of-the-art photocatalysts reported to date. This work paves an avenue for development of highly efficient photocatalysts and beyond by tuning the ferroelectricity and electronic structure