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Appl. Catal. B.: 高壓制備TiO2-II多晶體用于高效光催化CO2轉化為CO

燃燒化石燃料引起的CO₂排放量增加，導致全球變暖。光催化還原CO₂是利用陽光將大氣中的CO₂轉化為增值產品，但該方法的效率仍然很低。

九州大學Kaveh Edalati和名古屋工業大學Masayoshi Fuji等通過高壓技術合成的納米TiO₂-II多晶體，具有更高的光電流和更好的CO₂轉化為CO的光催化活性。

作者對銳鈦礦TiO₂進行高壓扭轉(HPT)制備出高壓鈮鐵礦相TiO₂(TiO₂-II)，TiO₂-II的引入改變了能帶結構并提高了對CO₂轉化的活性。

TiO₂-II的形成不僅增強了光吸收率，而且抑制了光生電荷復合并提高了光生電荷向表面的遷移率。此外，TiO₂-II的引入誘導了銳鈦礦和金紅石等其他相的異質結，這可以進一步增強光催化的電荷分離。

對于光催化CO₂還原的途徑，可能是因為TiO₂具有表面缺陷，例如氧空位，CO₂與H₂O結合作為Lewis酸吸附在氧空位上。

這會導致C=O鍵的斷裂產生?CO自由基，隨后產生CO。由于CO是主要產物，其不會再次吸附在表面缺陷上，因此該階段的 carbene 途徑不會明顯向前進行以產生可檢測量的CH₄。

High-pressure TiO₂-II polymorph as an active photocatalyst for CO₂ to CO conversion. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120566

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