AFM：界面化学键+氧空位，增强In2O3/CdSe-DETA S型异质结光催化CO2还原

S型异质结由于其独特的载流子迁移途径、优越的载流子分离效率和高的氧化还原能力，在光催化二氧化碳(CO₂)还原(PCR)方面具有巨大的潜力。然而，S型异质结光催化剂对PCR的活性仍然受到高CO₂活化能和多电子和质子转移过程缓慢动力学的限制。因此，为了提高PCR的性能，迫切需要开发和设计具有高载流子分离效率的光催化剂。

近日，大连理工大学范科和淮北师范大学代凯等制备了一种新型的基于In−O−Cd键的V_O-In₂O₃/CdSe-DETA异质结。

具体而言，研究人员采用微波辅助水热法合成了S型异质结光催化剂In₂O₃/CdSe-DETA。其中，由于界面处In−V_O−In−O−Cd结构的协同效应，电子被氧空位捕获(In₂O₃的氧空位(V_O)具有电子储存效应)，并通过In−O−Cd键快速转移到表面活性位点，从而获得更多的光生电子参与还原反应，这有效改善了CO₂的电子耦合。

光催化性能测试实验结果显示，通过添加光敏剂和牺牲剂，最优的30%-V_O-In₂O₃/CdSe-DETA S型异质结构光催化剂的CO和CH₄产率分别达到70.08和27.92 μmol g⁻¹ h⁻¹。

此外，在V_O-In₂O₃和CdSe-DETA异质结界面上形成的In−O−Cd键具有较高的稳定性，这种键合连接的异质结构可以显著提高金属硒化物的光腐蚀性能。

具体而言，30%-V_O-In₂O₃/CdSe-DETA经过四个测试周期后，其组分和结构没有发生明显变化。总的来说，具有化学键和氧空位协同效应的S型异质结有效地提高了CO₂的光还原能力，并且这为调控光催化剂光生电荷分离方向提供了一种新的策略。

Interfacial Chemical Bond and Oxygen Vacancy-Enhanced In₂O₃/CdSe-DETA S-scheme Heterojunction for Photocatalytic CO₂ Conversion. Advanced Functional Materials, 2023. DOI: 10.1002/adfm.202214470