钯化学态对g-C3N4光催化还原CO2的影响

利用太阳能和光触媒将CO2转化为高附加值的化学品，可以同时缓解温室效应和能源危机。单原子助催化剂修饰已被证明是提高CO2光催化还原效率的有效策略。

不幸的是，在揭示性能提升背后的机制时，大多数研究主要集中在阐明与底物相比SAC的优越物理化学和光电特性。单原子态区别于那些氧化物和元素态的关键作用经常被忽视并且仍然是一个谜。

近日，中国浙江大学吴忠标教授和王海强教授领导的研究团队综合研究了Pd化学态对可见光照射下gC3N4(CN)CO2光催化还原的影响，尤其是关键作用Pd-SA在提高CH4产量方面的作用。该成果发表在《中国催化》杂志上。

性能测试表明，Pd物种修饰提高了CN的CH4产量，Pd/CN-SA表现出最佳产率(2.25μmolg-1)，明显高于PdOx/CN(1.08μmolg-1)和Pd/CN-NP(0.44μmolg-1)。在使用各种表征技术、原位FTIR光谱和DFT计算进行综合机理分析后，发现有利于CO2的活化、负导带电位和出色的•H利用效率共同促成了出色的CO2还原性能Pd/CN-SA，特别是在显着提高的CH4产量中。

此外，尽管Pd/CN-NP和PdOx/CN的电子密度较大，但其光生电子的适度还原能力限制了吸附的CO2物种和CO中间体的进一步还原，限制了CO2还原活性的增强。此外，Pd/CN-NP和PdOx/CN的CH4演化也分别受到•H供给不足和•H利用效率低下的限制。