光催化还原硝酸盐产氨（NO₃RR-to-NH₃）是利用太阳能变废为宝。Cu₂O是一种可见光响应、对NO₃⁻有良好吸附和催化活性的p型半导体。但其导带电子还原能力有限，且光生载流子易复合。MXene（Ti₃C₂Tₓ）是一种功函数与Cu₂O匹配的类金属导电二维材料。两者接触时，由于功函数差异，电子会从Cu₂O流向MXene，在界面处形成内建电场（肖特基结）。这种肖特基结能极其有效地将Cu₂O光生电子“抽”走并聚集在导电的MXene表面，不仅极大地抑制了载流子复合，还赋予了MXene上电子更强的还原硝酸盐能力。实验结果证实，Cu₂O/MXene肖特基结催化剂在可见光下，其氨产率是纯Cu₂O的12倍，法拉第效率高达85%。理论计算揭示了肖特基结的电子流向和NO₃RR反应路径的低能垒。

标签: