调节 CeO2-x 中的协同环境，以增强光催化 CO2 转化过程的稳定性和性能

氧空位（V_O）工程被认为是提升金属氧化物光催化二氧化碳转化性能最有效的策略之一，该策略可同时提高光生载流子的分离效率，并提供额外的表面反应位点。然而，由于大气中的氧气易使这些空位缺陷发生回复，氧空位工程在光催化领域的广泛应用受到了稳定性较差这一因素的限制。本研究提出一种铟（In）掺杂策略，对富含氧空位的二氧化铈（CeO_{2-x}）的配位环境进行调控，从而提升其在光催化二氧化碳转化过程中的稳定性。正电子湮没寿命谱（PALS）的表征结果证实，铟掺杂剂通过取代部分四价铈离子（Ce^{4+}）与氧空位相结合，形成铟离子-氧空位（In^{3+}–V_O）复合物，有效抑制了不稳定空位簇的形成。这类复合物还能降低一氧化碳产物生成所需的能量。因此，经优化的铟掺杂CeO_{2-x}表现出优异的光催化二氧化碳转化性能，在光照5小时后一氧化碳产率可达301.6 μmol·g⁻¹，且经过四次循环实验后仍能保持较高活性。综合实验与理论研究表明，铟掺杂的引入不仅显著提升了CeO_{2-x}中氧空位的稳定性，还通过形成In^{3+}–V_O复合物重构了二氧化碳转化的反应动力学，进而促进了整体反应的进行。

服务对象 ： 天津工业大学
发表时间： 2026年2月
发表期刊： Advanced Powder Materials
文章链接： https://doi.org/10.1016/j.apmate.2025.100362