石墨烯增强Ce0.9881Y0.0119O2光催化还原CO2

时圣杰，刘守清，陈志刚，刘成宝，陈 丰

（苏州科技大学 化学生物与材料工程学院，江苏 苏州 215009；江苏省环境功能材料重点实验室，江苏 苏州 215009）

1978年，Halmann在Nature上报道了利用GaP半导体光电催化还原CO2的水溶液，制得了甲酸、甲醛和甲醇[1]。随后，Inoue等在Nature上报道利用TiO2、CdS、GaP等半导体悬浮液光催化还原CO2水溶液，制得了甲酸、甲醛、甲醇和甲烷[2]。这些报道持续引发了学术界对光催化还原CO2的研究兴趣。尤其是，甲醇作为一种易储存、便于使用的有机燃料分子，更是CO2光催化还原的目标分子[3-6]。石墨烯是一种由碳原子构成的二维片状结构材料。其快速的电子传输能力能够有效地降低光生电子与光生空穴的复合率，从而提高材料的光催化活性[7]。Chen等用氧化石墨烯（GO）修饰纳米铜粒子，在光辐射下将CO2催化还原为有机燃料分子[8]，Xu等评述了rGO作为共催化剂在选择性光催化还原CO2中的作用[9]，Gusain等合成了rGO/CuO复合光催化剂，在可见光辐射下光催化还原CO2制得甲醇[10]。笔者曾报道了GO在增强铁酸镍光催化活性中的作用[11]。在此基础上，用钇掺杂CeO2，扩大半导体材料的光谱响应范围，用rGO增强光生电子与光生空穴的分离能力，降低电子-空穴对的复合率，提高氧化铈的光催化还原能力。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

岛津2450型紫外可见分光光度计用于测量漫反射光谱；美国FEI公司Tecnai G22p型高分辨率透射电镜（TEM）用于观测催化剂的形貌和尺寸；X射线衍射仪（Bruker D8）用于表征催化剂的晶体结构；美国安捷伦公司7890B型气相色谱仪用于检测光催化还原产物；……