山大Nature子刊：缩聚反应辅助合成CdSe/CdS纳米棒，实现高效光催化CO2还原

光催化CO₂还原成为燃料(例如CO或碳氢化合物)，能够有效缓解能源和环境问题。与分子络合物催化的均相过程相比，非均相过程可能对光催化CO₂还原更有利，其中CO₂的还原直接发生在催化剂和分散介质之间的界面上。尽管在固-液模式下CO₂光还原方面取得了显著进展，但由于CO₂在液体中的溶解度有限，以及产物溶于液体时难以分离，因此仍然存在催化活性低的问题。

在固体-气体界面上的光还原，其中固体催化剂沉积在载体上并暴露于由CO₂和H₂O(提供质子和电子)组成的活性气体中，能够克服上述问题。然而，在固体气体体系中探索高效光催化系统仍然是一个巨大的挑战。因此，设计具有高CO₂吸附能力和能够实现强入射光吸收和高效电荷分离的光催化剂迫在眉睫。

近日，山东大学魏璟婧课题组通过亚胺(TAPT和DMTA)缩聚反应在液-液界面自组装CdSe/CdS胶体纳米棒，制备出具有双层壳结构的微细多孔纳米复合材料(TAPT-DMTA/NR40-H)。

该催化剂的双层结构能够增强可见光吸收、微观层状多孔结构提高了CO₂吸收能力，以及纳米棒的大长径比实现高效光生电荷分离，因此所制备的催化剂表现出高的CO₂光还原活性，CO产率高达64.6 μmol g^-1h^-1；即使在四个催化循环之后，所制备的催化剂对CO₂光还原仍保持活性，并且它们的形态在催化循环之后没有显示任何变化，证实了它们在固体气体体系CO₂光还原过程中的优异耐久性。

此外，研究人员利用DRIFTS光谱追踪在可见光照射下催化剂表面CO₂的吸附、活化和还原过程中的反应中间体。结果表明，在催化剂中生成的COOH*中间体可能是CO₂光还原过程中产生CO的原因。值得注意的是，用TAPA或TAPB取代TAPT单体，同时保持其他条件不变，分别得到了TAPA-DMTA/NR40-H或TAPB-DMTA/NR40-H的纳米复合材料。

CO₂光还原实验显示，TAPA-DMTA/NR40-H和TAPB-DMTA/NR40-H的CO形成速率分别为10和15.8 μmol g^-1 h^-1，远低于TAPT-DMTA/NR40-H纳米复合材料。此外，TAPT-DMTA/NR40在结晶前的催化性能较差，表明聚合物对催化剂的有效结晶是至关重要的。

Encapsulated CdSe/CdS Nanorods in Double-shelled Porous Nanocomposites for Efficient Photocatalytic CO₂ Reduction. Nature Communications, 2022. DOI: 10.1038/s41467-022-34263-z

山大Nature子刊：缩聚反应辅助合成CdSe/CdS纳米棒，实现高效光催化CO2还原

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