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1. 文章信息

標題：Stable Ti3+ Sites Derived from the TixOy-Pz Layer Boost Cubic Fe2O3 for Enhanced Photocatalytic N2 Reduction

DOI：https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.1c05890

2. 文章鏈接

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.1c05890

3. 期刊信息

期刊名：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

ISSN：2168-0485

2021年影響因子：8.198

分區信息：中科院1區Top；JCR分區（Q1）

涉及研究方向：光催化

4. 作者信息：第一作者是廣州大學博士張文生。通訊作者為廣州大學韓冬雪教授、廣州大學何穎實驗員。

5. 正文中標記了“The photochemical reactor was installed on the CEL-GPPcL system (Beijing China Education Au-light Company) with a 300 W Xe lamp.”.

文中所述設備由北京中教金源科技有限公司提供，設備型號:CEL-GPPCL

The photochemical reactor was installed on the CEL-GPPcL system (Beijing China Education Au-light Company) with a 300 W Xe lamp.

利用水作為還原劑將氮氣（N₂）進行光催化固定是一種令人鼓舞的未來氨合成策略，這有助于人們開發高效的光催化劑，以提高太陽光利用率，并提高固定N2的催化效率。赤鐵礦(α-Fe₂O₃)是一種穩定性高、成本低廉、天然豐度高的半導體光催化劑，從經濟效益上講是可見光驅動N₂-NH₃轉化的理想催化劑，但相關研究報道較少。這是因為單一組分Fe₂O₃光催化劑的光生電子還原能力普遍較低、具有嚴重的電子空穴重組現象和有限的表面活性位點，限制了其在光催化固氮領域的發展。為克服這一問題，

本文構建了表面磷摻雜含穩定Ti³⁺位點的銳鈦礦TiO₂（Ti_xO_y-P_z）層，來增強α-Fe₂O₃立方體的光催化N2還原反應（pNRR）性能。通過PH₃處理，在Ti_xO_y-P_z層上誘導不飽和Ti³⁺物種來作為活性位點，實現對N₂分子的高吸附和活化。同時，磷摻雜形成的部分金屬鈦缺陷使催化劑的結構更加穩定。此外，通過程序升溫氮氣吸脫附（TPD）和瞬態熒光衰變曲線證明了Fe₂O₃@Ti_xO_y-P_z的Ti³⁺物種是N₂化學吸附和活化的活性位點。Fe₂O₃@Ti_xO_y-P_z納米雜化催化劑利用Ti_xO_y-P_z層表面的Ti³⁺位點和界面耦合的優勢，實現了在環境條件下有效地將N₂光還原為NH₃；這為設計和開發具有優異光催化固氮性能的納米催化劑提供了一種新的視角。

文章DOI : https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.1c05890，原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.1c05890