通过诱导限域配位不饱和MoS活性单元增强MoS2/HNb3O8对CO2选择性还原为CH4的能力

《Journal of Colloid and Interface Science》：Enhanced selective reduction of CO 2 to CH 4 over MoS 2/HNb 3O 8 via induced confined coordination-unsaturated Mo S active units

本综述重点探讨了通过缺陷工程策略构建MoS2/HNb3O8二维/二维（2D/2D）异质结光催化剂，其富含硫（S）缺陷的MoS2（DR MoS2）可诱导形成限域配位不饱和的钼（Mo）和边缘硫（S）活性单元。该设计实现了H2O和CO2分子的协同活化（"working-in-tandem"），促进了关键COOH*中间体的生成，从而在温和条件下高效、高选择性（76.8%）地将CO2光催化还原为CH4（产率8.6 μmol g?1 h?1），为调控反应路径提供了新见解。

　　

催化剂的制备

MoS₂纳米片（NS）的合成过程如下：将0.5 mmol的四水合钼酸铵（(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O）和15 mmol硫脲溶解于70 mL去离子水中，剧烈搅拌0.5小时，形成均一溶液。随后，将溶液转移至100 mL聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中，在220°C下保持18小时。自然冷却后，对产物进行离心处理并用去离子水洗涤。将获得的样品重新分散在去离子水中...

DR MoS₂的表征

首先通过X射线衍射（XRD）对所制备样品的结构特征进行了研究。如图1a所示，富含硫缺陷的MoS₂（DR MoS₂）和无缺陷的MoS₂（DF MoS₂）均显示出六方晶系MoS₂（JCPDS 73–1508）的特征衍射峰。较弱的峰强度和宽化的峰形表明所获得的MoS₂微晶周期性较差。紫外-可见漫反射光谱（UV–vis DRS）（图1b）显示，与DF MoS₂相比，DR MoS₂在整个波长范围内显示出增强的光吸收强度。这种增强可能...

结论

总之，本研究有效证明了在DR MoS₂/HNb₃O₈二维/二维异质结上，缺陷介导的光催化CO₂还原反应具有高选择性。在MoS₂中引入硫（S）缺陷导致S边缘原子高效活化H₂O，产生活性氢（H）。同时，CO₂分子在缺陷连接的钼（Mo）原子上被活化。因此，原位生成的活性氢促进了惰性CO₂的强化学吸附和活化，生成COOH*中间体。这...