等离子体协同S型Bi@Bi_(2)S_(3)/CeO_(2)复合纤维可控合成及CO_(2)光还原OA

针对传统光催化剂载流子复合严重、CO_(2)吸附活化不足的难题,通过静电纺丝-水热两步法合成了Bi@Bi_(2)S_(3)/CeO_(2)复合纤维。扫描电子显微镜与透射电子显微镜揭示,Bi_(2)S_(3)以不同形貌构筑于CeO_(2)纤维表面,原位生成的Bi纳米颗粒均匀锚定在Bi_(2)S_(3)表面,形成独特的三维立体结构。X射线光电子能谱与电子顺磁共振谱证实,Bi_(2)S_(3)与CeO_(2)通过S型异质结实现载流子定向分离,高活性电子保留在Bi_(2)S_(3)导带用于CO_(2)还原,强氧化空穴留存于CeO_(2)价带驱动水氧化;Bi纳米颗粒的表面等离子体共振(SPR)效应使可见光吸收能力增强,同时可为体系分流更多高活性电子。在模拟太阳光照下,Bi@Bi_(2)S_(3)/CeO_(2)复合纤维生成CO速率达14.58μmol·g^(-1)·h^(-1)(选择性72%),是纯CeO_(2)纳米纤维的10倍,同时有部分CH4生成(5.68μmol·g^(-1)·h^(-1))。5次循环后活性仍保持90%以上。通过分级结构设计,协同S型异质结与SPR效应,为解决CeO_(2)基催化剂的性能瓶颈,实现CO_(2)光还原提供了“结构-界面-组分”三重调控的新模式。