Abstrak
Reduksi CO2 fotokatalitik menawarkan rute berkelanjutan untuk mengubah CO2 menjadi bahan bakar bernilai tambah, namun masih dibatasi oleh pemanfaatan cahaya inframerah yang buruk. Di sini, kami melaporkan fotokatalis BiOx plasmonik nonmetalik dengan kekosongan oksigen yang dapat disetel yang memungkinkan penyesuaian berkelanjutan penyerapan inframerah dari 700 hingga 1700 nm. Dengan memvariasikan suhu kalsinasi, konsentrasi pembawa dan respons resonansi plasmon permukaan terlokalisasi (LSPR) dimodulasi secara efektif. Gabungan XPS, analisis Mott–Schottky, dan eksperimen kontrol mengungkapkan bahwa kekosongan oksigen gradien memainkan peran penting dalam mengatur intensitas plasmonik dan aktivitas katalitik. Katalis BiOx-180°C yang dioptimalkan mencapai reduksi CO2 yang efisien di bawah iluminasi inframerah dekat (>800 nm), menghasilkan laju produksi total 3 μmol g-1 h-1 dengan selektivitas 50,5% terhadap produk C2, yang 2,7 kali lebih tinggi daripada di bawah cahaya UV–Vis. Selain itu, di bawah pencahayaan spektrum penuh, BiOx menunjukkan peningkatan hasil produk total, yang menunjukkan efek sinergis antara transisi antarpita dan eksitasi plasmonik. XPS kuasi-in situ, KPFM berbantuan cahaya, dan DRIFTS in situ lebih lanjut mengungkapkan bahwa efek LSPR memfasilitasi jalur penggandengan CC, yang mendorong pembentukan produk C2. Studi ini menyoroti potensi modulasi respons inframerah dinamis dalam semikonduktor plasmonik untuk memajukan pengurangan CO2 fotokatalitik yang efisien dan digerakkan oleh pita lebar.
Lowongan Oksigen yang Dapat Disesuaikan Memungkinkan Respon Inframerah Dinamis untuk Pengurangan CO2 yang Efisien pada Plasmonik BiOx
