合理的还原助催化剂相工程为调节CO₂转化为化工原料的光催化活性和选择性提供了一条很有前途的途径。然而，由于高结晶度相更有利于电荷转移和分离，而非晶相更有利于CO₂分子的吸附和活化，选择合适的助催化剂相仍然是一个很大的问题。

近日，为了解决这一困境，浙江师范大学柏嵩，陈建荣教授采用表面非晶化策略对助催化剂进行了表面非晶化处理，以显著提高光催化CO₂还原的能力。

文章要点

1）研究人员通过配体诱导TiO₂负载的晶态Pd外层原子的非晶化，制备了一种晶态@非晶态半核壳型Pd助催化剂，其非晶化壳厚度可调。

2）根据理论和实验分析结果，在异质结构助催化剂中，晶体核由于与两组分的强电子耦合，使光激发电子从光吸收半导体穿梭到非晶态壳层。同时，非晶态壳层为CO₂的优先活化转化和抑制质子还原提供了有效的活性中心。

3）由于晶核和非晶壳之间的协同作用，所优化的具有合适非晶壳厚度的异质助催化剂与晶态和非晶态催化剂相比，具有较高的CO（22.2 µmol g_cat⁻¹ h⁻¹）和CH₄（38.1 µmol g_cat⁻¹ h⁻¹）生成速率，且具有较高的选择性和稳定性。

本工作为基于表面非晶化工程的异质结构助催化剂的光催化活性和产物选择性调控的合理设计提供了一定的思路。

参考文献

Qin Chen, et al, Significantly Enhanced Photocatalytic CO₂ Reduction by Surface Amorphization of Cocatalysts, Small 2021

DOI: 10.1002/smll.202102105

https://doi.org/10.1002/smll.202102105