Preparation of thickness-tunable BiOCl nanosheets with high photocatalytic activity for photoreduction of CO₂

Abstract

BiOCl nanosheets with different percentages of exposed {001} facets were prepared via mild hydrolysis by a controlled facile hot injection technique, which exhibited relatively high activity for photocatalytic reduction of CO2 to CH4.

Bismuth‐Based Photocatalysts for Solar Photocatalytic Carbon Dioxide Conversion

“…[14][15][16][17][18][19] However,o nly af ew photocatalytic reduction reactions of pristine BiOX photocatalysts, such as photocatalytic CO 2 conversion, have been reported, to date. [142][143][144][145][146][147][148][149][150] [141] Ap hotocatalytic reactionu sually contains three important steps:1 )solar light harvesting, 2) charge separation and transportation,a nd 3) catalytic reduction and oxidation reactions.T hese steps largely depend on the intrinsic properties of the semiconductor photocatalyst.…”

Facet, Junction and Electric Field Engineering of Bismuth‐Based Materials for Photocatalysis

“…Li et. al synthesized Pd [69] Single-unitcell Bi 2 WO 6 (001) 0.2 g photocatalyst, 140 mL deionized water, high purity CO 2 gas was injected into the closed reactor; 300 W Xe lamp with a standard AM 1.5 filter methanol: 75 mmol g À1 h À1 [8] (001) facet Bi-OCl (001) 20 mg photocatalyst, 80 mL deionized water, pure CO 2 gas was injected into the closed reactor; 300 W Xe lamp CH 4 : 41.48 mmol g À1 (8 h) [70] Monolayered BiOBr nanosheets (001) 200 mg photocatalyst, CO 2 gas; 300 W Xe lamp CO: more than 0.8 mmol g À1 h À1 ; CH 4 : more than 0.08 mmol g À1 h À1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 or Au decorated BiOCl (001) ultrathin nanosheets, which exhibit remarkable selectivities (> 99 %) for the selective oxidation of benzyl alcohol, 4-methylbenzyl alcohol, 4-methoxybenzyl alcohol, cinnamyl alcohol, and 2-phenylethanol. [84] The photocatalytic benzyl alcohol oxidation is greatly determined by the position of VB of semiconductors, and BiOCl and Bi 12 O 17 Cl 2 was demonstrated to be efficient photocatalysts for oxidation of benzyl alcohol.…”

Katalyse der Kohlenstoffdioxid‐Photoreduktion an Nanoschichten: Grundlagen und Herausforderungen

“…Dies wird bei der Deutung der Ergebnisse des Austauschs,d ie in Gegenwart von Graphen und Carbidnanoschichten gemessen wurden, hilfreich sein. Die Nanomaterialien lassen sich in zwei Gruppen einordnen:i )metallhaltige Photokatalysatoren wie Oxide, [11,39,48,53,54,70,[73][74][75][76][77][78][79][80][81] Chalkogenide, [49] Bismut-Oxyhalogenide, [82][83][84][85][86][87] Hydrotalcite [88] und Zeolithe; [89] ii)metallfreie Photokatalysatoren wie Graphen und seine Derivate (Graphenoxide (GO) und mit Heteroatomen dotiertes Graphen), [55,[90][91][92][93][94][95][96] g-C 3 N 4 [97][98][99][100][101][102] und kohlenstoffdotiertes h-BN. [55,56,72] Die Photoreduktionen von 13 CO 2 zu 13 CH 4 [55] und 13 CH 3 OH [54] wurden ebenfalls beschrieben.…”

“…[82] Es wurde gezeigt, dass Nanoschichten aus BiOCl, [83] BiOBr [84,87] und BiOI [51,86] photokatalytisch leistungsfähiger sind als die Bulkformen. BiOX besteht ausschließlich aus Hauptgruppenelementen.…”

“…Diese bilden vorzugsweise eine stark dispersive Bandstruktur mit einer niedrigen effektiven Masse der Ladungsträger,w as vorteilhaft fürd en lichtgetriebenen Ladungsträgertransfer ist. [82] Es wurde gezeigt, dass Nanoschichten aus BiOCl, [83] BiOBr [84,87] und BiOI [51,86] photokatalytisch leistungsfähiger sind als die Bulkformen. Der Grund dafürs ind die bessere Fähigkeit, photoinduzierte Ladungsträger zu trennen, und ein tiefer liegendes Leitungsband.…”