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使用太阳能光催化还原二氧化碳以减少二氧化碳排放是一种很有前景的清洁可再生燃料生产技术。最近几年，具有优异光催化活性的Bi基半导体和具有大比表面积和强吸附CO2能力的碳基载体引起了广泛关注。然而，对于单一的BiOBr光催化剂，存在e--h+对的低分离效率和弱的CO2吸附能力，限制了其在光催化CO2还原中的开发和应用。因此，迫切需要构建一种理想的光催化剂体系，该体系具有优异的光吸收性，光生e--h+对的高效分离和高CO2吸附能力。根据上述问题，选择具有较高吸附容量和较大比表面积以及较强的电荷转移能力的材料来负载高效光催化剂对于光催化CO2还原的研究和开发应该是非常重要的。
(1)在本文的工作中，通过悬浮聚合法成功合成的酚醛树脂基炭球，在850℃下通过炭化和蒸汽活化得到活性炭球(ACSs)。然后，通过简单的浸渍方法成功制备了BiOBr/ACSs样品。通过XRD，SEM，EDX，DRS，PL，EIS，XPS，BET，CO2吸附等温线和CO2-TPD对制备的样品进行表征。BiOBr和BiOBr/ACSs样品表现出对光催化CO2还原的高CO选择性，在UV-vis照射下，BiOBr/ACSs(23.74μmol·g-1·h-1)比BiOBr(2.39μmol·g-1·h-1)具有更高的光催化活性。此外，分析结果表明，对于这样的光催化剂体系，较高的微孔表面积和较大的微孔体积为CO2吸附步骤提供了足够的物理吸附位点，并且ACSs的内在结构可以快速提供有效的电子转移能力，有效分离光生e--h+对。最后，研究并提出了可能增强的BiOBr/ACSs光催化机理。我们的研究结果为CO2还原为太阳能燃料和化学品的高效光催化剂体系的构建提供新的和重要的研究思路。
(2)通过在制备ACSs的过程中加入Fe盐，经过高温炭化和蒸汽活化后成功制备出了FexOy@ACSs。然后，经过简单的浸渍法制备了BiOBr/FexOy@ACSs样品。通过XRD分析发现Fe元素以Fe2O3和Fe3O4的形式存在在ACSs中。光催化实验结果发现BiOBr/FexOy@ACSs有更高的光催化活性，相应的速率为43.85μmol·g-1·h-1。经过一系列的表征分析，增强的光催化活性归因于Fe的存在会引起界面电荷转移效应，能够更快速的传输电荷，避免了光生e--h+对的复合。此外，FexOy@ACSs显著的光吸收性能，提高了BiOBr在可见光区域的吸收。FexOy@ACSs更强的CO2吸附能力，使得负载在表面的BiOBr处在一个CO2富集的环境下，更有利于光生e-与CO2完成还原反应。最后，提出了BiOBr/FexOy@ACSs样品可能的光催化机理。
(1)在本文的工作中，通过悬浮聚合法成功合成的酚醛树脂基炭球，在850℃下通过炭化和蒸汽活化得到活性炭球(ACSs)。然后，通过简单的浸渍方法成功制备了BiOBr/ACSs样品。通过XRD，SEM，EDX，DRS，PL，EIS，XPS，BET，CO2吸附等温线和CO2-TPD对制备的样品进行表征。BiOBr和BiOBr/ACSs样品表现出对光催化CO2还原的高CO选择性，在UV-vis照射下，BiOBr/ACSs(23.74μmol·g-1·h-1)比BiOBr(2.39μmol·g-1·h-1)具有更高的光催化活性。此外，分析结果表明，对于这样的光催化剂体系，较高的微孔表面积和较大的微孔体积为CO2吸附步骤提供了足够的物理吸附位点，并且ACSs的内在结构可以快速提供有效的电子转移能力，有效分离光生e--h+对。最后，研究并提出了可能增强的BiOBr/ACSs光催化机理。我们的研究结果为CO2还原为太阳能燃料和化学品的高效光催化剂体系的构建提供新的和重要的研究思路。
(2)通过在制备ACSs的过程中加入Fe盐，经过高温炭化和蒸汽活化后成功制备出了FexOy@ACSs。然后，经过简单的浸渍法制备了BiOBr/FexOy@ACSs样品。通过XRD分析发现Fe元素以Fe2O3和Fe3O4的形式存在在ACSs中。光催化实验结果发现BiOBr/FexOy@ACSs有更高的光催化活性，相应的速率为43.85μmol·g-1·h-1。经过一系列的表征分析，增强的光催化活性归因于Fe的存在会引起界面电荷转移效应，能够更快速的传输电荷，避免了光生e--h+对的复合。此外，FexOy@ACSs显著的光吸收性能，提高了BiOBr在可见光区域的吸收。FexOy@ACSs更强的CO2吸附能力，使得负载在表面的BiOBr处在一个CO2富集的环境下，更有利于光生e-与CO2完成还原反应。最后，提出了BiOBr/FexOy@ACSs样品可能的光催化机理。