【催化】杭州电子科技大学CRPS：利用“电子存储库”实现电荷补偿，增强异质结电荷分离

主要观点总结

文章介绍了光催化C O 2 还原技术中的S-scheme异质结体系，针对其电荷平衡问题，提出了一种具有电荷补偿功能的S-Scheme异质结体系。该研究由杭州电子科技大学裴浪、钟家松与北京大学深圳研究生院周鹏等合作完成，在SrGa2O4:Cu+/g-C3N4光催化剂中实现了较好的验证。该研究成果为设计高效的S-Scheme异质结体系提供了新的参考。

关键观点总结

关键观点1: 传统S-Scheme异质结的介绍及其问题

传统S-Scheme异质结由RP（还原型光催化剂）与OP（氧化型光催化剂）组成，能有效实现电荷的空间分离，保持光催化体系最佳的氧化还原能力。但以往研究忽略了平衡RP与OP之间电荷浓度的重要性。

关键观点2: 新型S-Scheme异质结的设计策略

针对上述问题，研究团队提出设计一种具有电荷补偿功能的S-Scheme异质结体系，即在S型异质结体系中引入具有电荷存储功能的OP组分，利用其储存的电子有效补给RP组分，延长高能电子-空穴对分离态时间。

关键观点3: 新型S-Scheme异质结的应用验证

研究在核壳结构的SrGa2O4:Cu+/g-C3N4光催化剂中验证了该策略的有效性。该催化剂显著提升了C O 2转化为CO的反应活性和选择性。

关键观点4: 研究的未来展望

未来可通过进一步优化电荷存储材料的尺寸、形貌、表面活性位点以及电荷存储能力，有望更大限度提高S-Scheme异质光催化体系的光催化效率。

文章预览

实现人类社会可持续发展需要平衡能源利用与环境保护之间的关系。光催化C O 2 还原技术能够利用太阳能将工业废气中含有的低浓度C O 2 转化为高附加值化工产品，是实现绿色环境和能源可持续发展的关键一步。光催化C O 2 还原技术的核心是光催化剂，因此，开发具有高效光生电荷分离能力和持久电荷分离状态的光催化材料体系至关重要。近年来，构筑异质结被认为是促进电荷空间分离的有效策略之一。根据光生载流子的迁移途径异质结又被分为I型、II型、p-n型、Z-scheme和S-scheme异质结。其中，由RP（还原型光催化剂）与 OP（氧化型光催化剂）组成的S-scheme异质结不仅能有效实现电荷的空间分离，还可以保持光催化体系最佳的氧化还原能力。 实质上，S-scheme异质结的高效运行，需满足两个基本前提。首先，RP（还原型光催化剂）与 OP（氧化型光催化剂 ………………………………