氮掺杂碳@NiCo2O4多级双层纳米盒子可见光还原CO2

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利用太阳光驱动CO2还原可降低大气中CO2的浓度，并生成重要的化工原料或产品，是缓解气候变暖和开发新能源的理想途径之一。然而，目前光催化还原CO2的效率仍然较低，难以实现实际应用。半导体二维纳米材料可促进光生载流子的分离，提供较高的比表面积并暴露丰富的催化活性位点。因此，二维过渡金属氧化物大多具有较高的催化活性和稳定性，广泛用于光催化氧化还原反应。碳材料具有良好的导电性和优异的光稳定性，将其与半导体光催化剂复合是提高光催化性能的一条有效途径。此外，空心纳米结构光催化剂不仅能够有效降低光生电子-空穴的体相复合、促进CO2分子吸附、加速多相催化反应进行，还能够实现光在空心结构内的多次散射与反射，进而更加有效地利用太阳光催化还原CO2。

近日，新加坡南洋理工大学的楼雄文教授团队将上述策略进行优势整合，通过在模板Fe2O3立方体上包覆氮掺杂碳材料（NC）合成NC纳米盒子。随后，他们在NC纳米盒子上组装一层超薄NiCo2O4二维纳米片，构筑了NC@NiCo2O4多级双层纳米盒子（图1）。该NC@NiCo2O4复合催化剂表现出良好的可见光还原CO2的活性和稳定性，产物CO的产率为26.2 μmol•h-1 (2.62 x 104 μmol•h-1•g-1)。

这一成果近期发表在Energy & Environmental Science 上，第一作者是新加坡南洋理工大学的汪思波博士，通讯作者是楼雄文教授。

该论文作者为：Sibo Wang, Bu Yuan Guan, and Xiong Wen (David) Lou

Rationally designed hierarchical N-doped carbon@NiCo2O4 double-shelled nanoboxes for enhanced visible light CO2 reduction

Energy Environ. Sci., 2018, 11, 306, DOI: 10.1039/C7EE02934A