锗酸锌基固溶体纳米复合材料的设计制备和
性能研究

由宁夏大学针对现有材料的CO₂光转化效率低和选择性差等问题，基于半导体能带设计理论，提出采用绘制(赝)三元相图法探寻锗酸锌基固溶体(区)的思路，设计制备了一类全新的锗酸锌基固溶体光催化剂，在常温下，有效提高了光还原CO₂制碳基燃料的转化效率。通过对催化剂的织构表征、结合DFT计算分析，确定了控制锗酸锌基固溶体光催化材料功能和光催化反应过程的重要组成和结构因素；阐明了锗酸锌基固溶体光催化剂光致电荷转移过程和影响活性的关键因素；揭示了不同组成和电子结构的锗酸锌基固溶体光催化剂的光催化协同作用机制；探索出了一种多元固溶体光催化剂的构筑策略及活性改进方法。该研究为CO2还原高效光催化材料的设计制备、改善半导体光催化性能实验方法的建立以及 CO₂光还原转化的实际应用提供了理论支持。项目发表SCI论文10篇，授权发明专利1项。