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       本文以CoAl-LDH/CeO₂（CAC）為中間體，采用簡單但有效的原位水熱法合成了一系列CeO₂和還原氧化石墨烯（RGO）逐步摻雜的CoAl-LDH（CACR）復合材料。這種設計將CoAl-LDHs和CeO₂的光電化學特性與導電RGO有機結合，形成了集光能力強、電荷分離效率高、電子轉移速度快的優化配方。基于這些特點，發現含有5 wt% CeO₂和10 wt% RGO的CAC-5-R-10樣品是最有效的CO₂光還原催化劑，在25℃的紫外光條件下，其平均CO固定化速率為5.5 μmol·g⁻¹h⁻¹，無需犧牲試劑或額外的光敏劑，這超過了單獨使用CeO₂、CoAl-LDHs、CAC的中間體和許多報道的LDH基的材料。借助Mott–Schottky曲線，提出了顯著增強CAC-5-R-10光活性的Z方案機制。本工作為LDHs與第二種半導體和導電RGO的集成提供了一個很好的先例，用于協同優化光電特性以增強CO₂光還原。

 
圖1. (a) RGO, (b) CeO₂, (c) CoAl-LDHs, (d) CAC-5, 以及(e) CAC-5-R-10的XRD圖譜。
 
 
圖2. (a) CoAl-LDHs, (b) CeO₂, (c) RGO, (d) CAC-5, (e) CAC-5-R-10的FESEM圖，以及 (f) CAC-5-R-10的部分放大
 
 
圖 3. 放大倍數增加的CAC-5-R-10的TEM和HRTEM圖。
 

圖4. CoAl-LDHs (a1–a3), CAC-5 (b1–b3), CAC-5-R-10 (c1–c3)的AFM圖, AFM沿線的高度剖面, 以及根據AFM圖的三維模型。
 
       相關研究成果于2021年由遼寧師范大學和汕頭大學的Qiu Wang和Zhi Liu課題組，發表在Journal of Alloys and Compounds (doi：10.1016/j.jallcom.2021.160650)上。原文：Flower-like CoAl layered double hydroxides modified with CeO₂ and RGO as efficient photocatalyst towards CO₂ reduction。

轉自《石墨烯雜志》公眾號