福大Small：拓扑转换策略功不可没！合成多孔二维Co/NiO用于高效光催化CO2还原

具有独特各向异性和电子特性的先进二维材料已被广泛应用于缓解能源和环境危机的新一代材料。二维结构使催化剂具有较高的表面积和较短的扩散长度，可用于物质/电荷转移，从而构成催化、能量存储和其他相关应用的理想候选材料。

关于活性催化位点，最近的研究表明，2D材料的催化性能更多地来自痕量边缘位点，而不是来自大面积的基底面。因此，利用二维材料的孔隙工程，在基板上制备含有纳米孔的多孔二维催化剂已成为一个热门方向。

近日，福州大学于岩和庄赞勇等利用原位拓扑转换策略，成功制备出单晶多孔2D Co/NiO-2纳米材料，并且该材料具有优异的光催化CO₂还原性能。

研究人员对Co/NiO-2在CO₂转化为合成气过程中的催化性能进行了评估。在去离子水/乙腈混合物存在的情况下，CO₂、[Ru(bpy)₃]Cl₂∙6H₂O和三乙醇胺(TEOA)分别作为碳源、光敏剂和电子供体。

结果表明，Co/NiO-2上CO和H₂的产率分别为32.46 mmol g⁻¹ h⁻¹和17.84 mmol g⁻¹ h⁻¹；Co/NiO-2在450 nm处表现出1.96%的表观量子产率(AQY)，并且在CO/NiO-2催化剂上生成的合成气的CO/H₂比约为1.82，优于大多数多相光催化剂。此外，Co/NiO-2在五次循环试验中保持高的性能，并且反应后催化剂的形貌和组分基本保持不变。

机理实验表征和理论计算表明，当可见光激发Ru物种时，光生电子将转移到Co/NiO-2上，并且CO/NiO-2上纳米孔边缘位点上的活性位点有助于CO₂吸附和活化，而Co/NiO-2单晶性质促进光生电荷转移，导致多孔2D材料的有效CO₂-CO转化。

此外，由于微量Co掺杂引起氢氧化物前驱体的晶格畸变，从而导致氢氧化物前驱体的脱水能急剧下降，因此可以实现由二维氢氧化物到多孔二维氧化物的拓扑转变。

Scalable Synthesis of Holey Deficient 2D Co/NiO Single-Crystal Na-Nomeshes via Topological Transformation for Efficient Photocatalytic CO₂ Reduction. Small, 2023. DOI: 10.1002/smll.202206873

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福大Small：拓扑转换策略功不可没！合成多孔二维Co/NiO用于高效光催化CO2还原

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