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鑒于在新的發展理念下實現碳中和目標的重要性，合成高效、經濟、穩定的光催化劑一直是可持續光催化CO₂還原反應（CRR）的優先事項。從根本上講，界面電荷傳輸緩慢和產品選擇性差仍是CRR進程中的一個挑戰。

基于此，鄭州大學薛超副教授和電子科技大學董帆教授（共同通訊作者）等人報道了在等離子體輔助光催化CRR中高密度單分散Bi/碳點（CDs）和超薄石墨相氮化碳（g-C₃N₄）納米網之間的協同效應。

通過CDs的精確原位限制效應，高密度單分散0D Bi團簇均勻地錨定在2D超薄g-C₃N₄納米表面。優化后的0D/2D g-C₃N₄/Bi/CDs異質結在沒有任何犧牲劑的情況下，有效產率為22.7 umoL g^-1，CO₂光還原為CO的選擇性高達98%。具有LSPR效應的等離子體雙團簇位點不僅可以捕獲入射光并產生激發的熱電荷載流子，還可以增強g-C₃N₄納米的導電性。

同時，內置電場驅動力將等離子體Bi簇和g-C₃N₄光敏單元的定向注入光生電子調到相鄰的CDs儲層，從而促進CRR過程中的快速分離和定向轉移。此外，原位光譜和密度泛函理論（DFT）計算結果有力地闡明了電荷轉移介導的過程和等離子體輔助的CRR途徑。該工作揭示了等離子體輔助光催化反應的機理，為設計高效的等離子體光催化劑提供了途徑。

Carbon Dots Mediated In Situ Confined Growth of Bi Clusters on g-C₃N₄ Nanomeshes for Boosting Plasma-Assisted Photoreduction of CO₂. Small, 2022, DOI: 10.1002/smll.202204154.

https://doi.org/10.1002/smll.202204154.

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鄭大/電子科大?Small：g-C3N4/Bi/CDs助力CO2光還原

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