硕士生李月霞文章“Tailoring Hole-Trapping Heterojunctions via Carbon Quantum Dot for Efficient Photocatalytic Urea Synthesis”被《Applied Catalysis B:Environment and Energy》(中科院1区,IF=20.3)接收发表!

通过博世-迈塞尔工艺合成的传统工业尿素是能源密集型的,并且排放大量的二氧化碳。同时,传统金属-有机骨架(MOFs)由于电荷复合速度快、可见光吸收不足,其光催化C-N耦合效率仍然有限。本文报道了一种新的异质结光催化剂,通过简单的溶剂热方法将碲掺杂碳量子点(Te-O•CQD)与Cu-MOF集成。
(1)Te-O•CQD通过界面氢键作为高效的空穴受体,促进了超快电荷分离,增强了载流子迁移率,拓宽了光吸收范围。Cu-MOF/Te-O•CQD的尿素产率为13.2 μmol g−1 h−1,比光催化CO2和NO3-共还原Cu-MOF的产率高约2.7倍。
(2)机理研究表明,Te-O•CQD通过促进空穴萃取和界面耦合,显著加速了*OCONH2到*HOCONH2的速率决定步骤。
(3)Cu-MOF/Te-O•CQD表现出强大的光动力抗菌活性,通过可见光驱动H2O2生成,在60 min内实现大肠杆菌的完全杀菌。
本研究强调了空穴捕获增强型异质结光催化剂在复杂光合作用中的潜力及其在多途径应用中的适用性。