Nb2C及Ni功能化材料光催化性能的第一性原理研究

趙思魏，付 鋼，甄文清，楊 麗

（哈爾濱工業(yè)大學(xué)化工與化學(xué)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001）

二維過(guò)渡金屬碳化物和氮化物（MXenes）是一種新型的類(lèi)石墨烯二維材料[1-2]。目前，通過(guò)化學(xué)蝕刻的工藝可以從MAX相（Mn+1AXn）中制造MXenes薄片（Mn+1Xn，n=1、2、3）。其中，M指ⅢB-ⅥB中的過(guò)渡金屬元素，A代表ⅢA和ⅣA中的元素（例如Al、Si），X代表C或N[3]。MXenes材 料優(yōu)異的 電導(dǎo)特性使其能夠有效促進(jìn)半導(dǎo)體中光生電子-空穴對(duì)的分離，從而提高催化性能[4-5]。MXenes被認(rèn)為是很有前景的應(yīng)用材料，在能源轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用[6-8]。但是，MXenes材料存在選擇性差的缺點(diǎn)，可以通過(guò)摻雜金屬和非金屬來(lái)改善MXenes材料的性能。Z.Wu等[9]通過(guò)水熱合成法制備了Ni摻雜的Nb2C納米片，其光熱催化CO2轉(zhuǎn)化速率高達(dá)8.50 mol/（g·h），證明了MXenes材料可以作為Ni納米粒子的優(yōu)質(zhì)光熱載體，對(duì)光熱效應(yīng)具有增強(qiáng)作用，可提高光熱催化CO2的性能。J.Zhang等[10]制備了雙過(guò)渡金屬M(fèi)Xenes納米片Mo2TiC2Tx，該材料具有豐富的Mo空位,利用形成的Mo空位,固定單個(gè)Pt原子，可提高M(jìn)Xenes的催化活性。D.Zhao等[11]通過(guò)超聲等方法制備了Pt/Ti3-xC2Ty材料，超薄Ti3-xC2Ty納米片具有高還原能力,與Pt復(fù)合形成了牢固的金屬—碳鍵，并將Pt原子穩(wěn)定在Ti缺陷位點(diǎn)上。結(jié)果表明，Pt/Ti3-xC2Ty比Pt納米粒子具有更優(yōu)越的催化性能。D.Zhao等[11]還通過(guò)密度泛函理論，揭示了Pt/Ti3-xC2Ty的催化機(jī)理。A.Junkaew等[12]研究了氧功能化的MXenes材料（O-MXenes），測(cè)試了對(duì)H2、H2O、H2S、N2、NH3、NO、NO2、CO、CO2、SO2和O2等氣體的吸附性能。結(jié)果表明，O-MXenes材料對(duì)特定氣體的選擇性顯著提高。除了金屬和非金屬的摻雜，還可以通過(guò)共催化劑的方式提高材料的催化性能。

g-C3N4是一種類(lèi)似石墨烯的材料，具有良好的穩(wěn)定性、可見(jiàn)光響應(yīng)、適當(dāng)?shù)哪軒恢煤偷统杀镜葍?yōu)點(diǎn)[13]。但是，由于g-C3N4光生載流子的快速重組，以及吸附和激活CO2分子的能力較低，導(dǎo)致其光催化性能較差。C.Yang等[14]通過(guò)煅燒大塊Ti3C2和尿素的混合物，制備了一種超薄的二維g-C3N4/Ti3C2復(fù)合材料。結(jié)果表明，當(dāng)g-C3N4和Ti3C2表面接觸時(shí)，g-C3N4導(dǎo)帶的光生電子迅速遷移到Ti3C2表面，大大促進(jìn)了光誘導(dǎo)載流子的分離，從而提高了光催化還原CO2的性能。H.Y.Jiang等[15]通過(guò)簡(jiǎn)單的煅燒法制備了Nb2O5/C/Nb2C/g-C3N4光催化劑并用于水中N2還原。結(jié)果表明，在可見(jiàn)光照射下，光生電子從g-C3N4的導(dǎo)帶轉(zhuǎn)移到Nb2O5的導(dǎo)帶，并進(jìn)一步從Nb2O5的導(dǎo)帶轉(zhuǎn)移到Nb2C的導(dǎo)帶。由于Nb2O5與Nb2C緊密接觸下的短程定向電荷傳輸，導(dǎo)致光生電子和空穴分離效率提高，從而提高了Nb2O5/C/Nb2C/g-C3N4催化劑的光催化性能。

除了g-C3N4，ZnO也是一種典型的半導(dǎo)體，具有豐富的形態(tài)、良好的物理和化學(xué)穩(wěn)定性[16]，是光催化反應(yīng)中常用的催化劑。W.Zhou等[17]采用靜電自組裝方法制備ZnO/Nb2C復(fù)合光催化劑，并對(duì)ZnO/Nb2C降解亞甲基藍(lán)（MB）的性能進(jìn)行了考察。結(jié)果表明，紫外光下ZnO/Nb2C對(duì)MB的降解率是純ZnO的2.92倍，這歸因于ZnO和Nb2C之間的異質(zhì)結(jié)構(gòu)可以促進(jìn)光生電子從ZnO的導(dǎo)帶轉(zhuǎn)移到Nb2C的導(dǎo)帶，從而提高其光催化降解效率。

除了與金屬氧化物共摻雜構(gòu)建異質(zhì)結(jié)光催化劑，Nb2C還可以部分原位氧化形成Nb2O5/Nb2C異質(zhì)結(jié)。金屬氧化物與MXenes之間的緊密結(jié)合可以極大地促進(jìn)光生載流子的轉(zhuǎn)移和分離，從而有助于提高光催化性能。Y.Wang等[18]通過(guò)水熱合成法制備了富含氧空位的Nb2O5/Nb2C異質(zhì)結(jié)光催化劑。結(jié)果表明，氧空位和Nb2O5/Nb2C異質(zhì)結(jié)協(xié)同作用增強(qiáng)了光生電子和空穴的分離，從而顯著提高了Nb2O5/Nb2C異質(zhì)結(jié)光催化劑的光催化氧化能力。T.Su等[19]通過(guò)一步CO2氧化技術(shù)成功合成了Nb2O5/C/Nb2C光催化劑，并對(duì)Nb2O5/C/Nb2C光催化水分解制氫的性能進(jìn)行了考察。結(jié)果表明，在Nb2O5/Nb2C界面處形成肖特基結(jié)，促進(jìn)了光生載流子的分離；Nb2O5/C/Nb2C光催化劑在氧化時(shí)間為1.0 h時(shí)光催化水分解制氫的產(chǎn)率是純Nb2O5的4倍?？傊琈Xenes作為有效的光催化劑可用于光催 化 還 原CO2[20-22]、N2還 原[18]、光 催 化 水 分 解 制氫[19,23]以及降解有機(jī)污染物[17]等方面。

在眾多MXenes材料中，由兩個(gè)M層和一個(gè)C層組成的Nb2C具有更薄的原子結(jié)構(gòu)、更多的活性位點(diǎn)和更高的表面積，在光催化領(lǐng)域表現(xiàn)出極大的優(yōu)勢(shì)[17]。H.Wang等[24]研究 結(jié) 果 表明，TiO2/Nb2CTx比TiO2/Ti3C2Tx和TiO2/Ti2CTx具有更高的光催化活性。雖然MXenes作為催化劑已廣泛應(yīng)用于CO2的光催化還原，但其機(jī)理尚不清楚。

第一性原理計(jì)算方法基于密度泛函理論DFT(Density Functional Theory)，使用電子密度函數(shù)來(lái)描述薛定諤方程中與電子波函數(shù)有關(guān)的部分，對(duì)體系晶胞結(jié)構(gòu)進(jìn)行馳豫，計(jì)算體系的基態(tài)電子結(jié)構(gòu)，并依據(jù)基態(tài)電子結(jié)構(gòu)獲得體系的力學(xué)和光學(xué)等性質(zhì)，保證計(jì)算準(zhǔn)確度的同時(shí)提高計(jì)算效率。通過(guò)第一性原理計(jì)算方法，可以有效地理解MXenes對(duì)CO2光催化還原性能的促進(jìn)作用。Z.Wu等[9]通過(guò)水熱合成法制備的Ni摻雜Nb2C納米片比Nb2C具有更高的CO2轉(zhuǎn)化速率，光催化還原CO2的性能更好。為了探究Nb2C負(fù)載的Ni金屬納米粒子提高光催化性能的機(jī)理，本文主要計(jì)算了原始的Nb2C和Ni摻雜Nb2C對(duì)CO2氣體的吸附能，通過(guò)分析Ni摻雜Nb2C的電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)，進(jìn)一步揭示了MXenes改性材料具有較高光催化性能的原因。

1 計(jì)算方法

1.1 Nb2C和Ni-Nb2C的 幾 何 結(jié) 構(gòu)

采 用VASP（Vienna Ab-initio Simulation Package）軟件[25-26]，研究了Nb2C和Ni摻雜Nb2C（Ni-Nb2C）的結(jié)構(gòu)、電子性質(zhì)以及對(duì)CO2的吸附情況。Ni-Nb2C包括3種情況：（1）在Nb2C超胞上摻雜一個(gè)Ni原 子（Ni/Nb2C）；（2）摻 雜 兩 個(gè)Ni原 子（2Ni/Nb2C）；（3）基 底 上Nb單 原 子 被Ni單 原 子 取 代（NiNb2C）。采用交換關(guān)聯(lián)泛函廣義梯度近似GGA[27]（Generalized Gradient Approximation）中的PBE（Perdew-Burke-Ernzerhof）方法[28]，綴加投影平面波基（Projector Augmented-Wave,PAW）[29]，對(duì)Nb2C和Ni-Nb2C進(jìn)行幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化、吸附能和電子態(tài)密度的計(jì)算，利用S.Grimme等[30]提出的DFT-D3描述范德瓦爾斯相互作用（PBE-D3）。平面波截?cái)嗄転?20 eV，執(zhí)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化直到能量和力的收斂標(biāo)準(zhǔn)分別達(dá)到1×10-6eV和0.5 eV/nm。分別采用5×5×1和15×15×1的布里淵區(qū)k點(diǎn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化和態(tài)密度的計(jì)算。由文獻(xiàn)[9]可知，Nb2C（002）表面具有更高的光催化活性，這是構(gòu)建模型切面處理的依據(jù)。在Z方向上建立了1.5 nm真空層，用于減小相鄰鏡像間的相互作用。Nb2C的三維結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 Nb2C的三維結(jié)構(gòu)Fig.1 Three-dimensional structure of Nb2C

1.2 Nb2C和Ni-Nb2C的電子性質(zhì)以及吸附能的計(jì)算方法

分析了態(tài)密度（DOS）、電子局域化函數(shù)（ELF）[31]、差分電荷和巴德（Bader）電荷[32-33]等電子電荷性質(zhì)。吸附能（Ead）[12]可以由式（1）獲得：

式中，Esub-gas為復(fù)合物的總能量，eV；Esub和Egas分別為底物和吸附氣體CO2的總能量，eV。

2 結(jié)果與討論

2.1 Nb2C和Ni-Nb2C的幾何結(jié)構(gòu)和電子性質(zhì)

根據(jù)A.Junkaew等[12]的研究可知，官能團(tuán)更傾向于選擇空心的位置，而不是在頂部的金屬位置，本研究考慮了Ni原子不同的摻雜位點(diǎn)，即空心金屬位點(diǎn)（NbH）和空心C位點(diǎn)（CH）。計(jì)算Ni-Nb2C中每個(gè)Ni原子的結(jié)合能(Eb)，以比較Ni在NbH和CH位點(diǎn)上的穩(wěn)定性。計(jì)算了結(jié)合能Eb，其表達(dá)式為：Eb=(ENi-Nb2C-ENb2C-nENi)/n[12]。其中，ENi-Nb2C、ENb2C和ENi分別為Ni-Nb2C、Nb2C和Ni原子的總能量，eV；n為Ni-Nb2C表面的Ni原子總數(shù)。Ni-Nb2C超胞的原子間距離和結(jié)合能如表1所示。分別用r(Nb-C)和r(Nb-Ni)表示鈮碳和鈮鎳的原子間距離。

由表1可見(jiàn)，隨著摻雜位點(diǎn)從CH位點(diǎn)變化到NbH位點(diǎn)，Eb從-5.40 eV減小到-5.56 eV，表明摻雜位點(diǎn)是NbH時(shí)，Ni原子與Nb2C表面之間具有更強(qiáng)的結(jié)合強(qiáng)度。由表1還可知，Ni摻雜體系的偏好吸附位點(diǎn)是NbH位點(diǎn)，這與A.Junkaew等[12]報(bào)道的氧功能化的MXenes結(jié)果相似；隨著Ni原子摻雜數(shù)量的增加，Eb略有減少。Eb的大小順序?yàn)椋篘iNb2C(-7.46 eV)＜2Ni/Nb2C(-5.62 eV)＜Ni/Nb2C(-5.56 eV)，表 明Ni替 換Nb形成的NiNb2C比Ni/Nb2C和2Ni/Nb2C更穩(wěn)定。為了進(jìn)一步探索Ni功能化的Nb2C具有高光催化性能的內(nèi)在機(jī)理，將Ni/Nb2C、2Ni/Nb2C和NiNb2C的穩(wěn)定形式作為吸附CO2氣體的基底。

表1 Ni-Nb2C超胞的原子間距離和結(jié)合能Table 1 Atomic distances and the Eb values of Ni-Nb2C supercells

對(duì)Nb2C和3種Ni-Nb2C的電子局域化函數(shù)（ELF）進(jìn)行計(jì)算，并繪制了ELF等值面圖，結(jié)果如圖2所 示。其 中，Nb2C、Ni/Nb2C和2Ni/Nb2C的ELF等 值 面 為500 e/nm3，NiNb2C的ELF等 值 面 為350 e/nm3。圖2中的黃色區(qū)域表示Nb2C的NbH位點(diǎn)上存在ELF等值面為500 e/nm3的區(qū)域，說(shuō)明吸附CO2更加傾向于NbH位點(diǎn)而不是CH位點(diǎn)。摻雜Ni原 子 以 后，在Ni/Nb2C、2Ni/Nb2C和NiNb2C的NbH位點(diǎn)周?chē)匀豢梢钥吹近S色區(qū)域，表明摻雜Ni原子以后沒(méi)有改變體系對(duì)NbH位點(diǎn)的選擇性。因此，Nb2C和Ni-Nb2C吸附CO2均傾向于NbH位點(diǎn)。

圖2 Nb2C和Ni-Nb2C的ELF等值面圖Fig.2 ELF isosurface of Nb2C and Ni-Nb2C

2.2 Nb2C和Ni-Nb2C上 的 氣 體 吸 附

用PBE和PBE-D3方法計(jì)算了Nb2C和Ni-Nb2C對(duì)CO2的吸附能和原子間距離，結(jié)果如表2所示。

表2 Nb2C和Ni-Nb2C對(duì)CO2的吸附能和原子間距離Table 2 The Ead values and atomic distances of Nb2C and Ni-Nb2C adsorption of CO2

由表2可見(jiàn)，在Nb2C和Ni-Nb2C上不同吸附位點(diǎn)的吸附能，包括NbH位點(diǎn)、CH位點(diǎn)、金屬頂部位置（NbT和NiT）；優(yōu) 化 的CO2分 子 中C-O鍵 長(zhǎng) 為0.118 nm，O-C-O鍵角為180.0°，與實(shí)驗(yàn)值（C-O鍵長(zhǎng)為0.116 nm，O-C-O鍵角為180°）吻合度較高[35]；Nb2C在NbH位 點(diǎn) 上 吸 附CO2的Ead分 別 為-1.70、-2.10 eV，這一結(jié)果與A.Junkaew等[12]計(jì)算的結(jié)果（-1.72 eV）一致。用PBE方法計(jì)算的Ead顯示，大多數(shù)分子在基底上被弱吸附，因此應(yīng)用包含范德瓦爾斯修正DFT-D3方法來(lái)實(shí)現(xiàn)非鍵相互作用的計(jì)算。采用PBE-D3校正方法計(jì)算Ni-Nb2C在NbH位 點(diǎn)、CH位 點(diǎn)、NiT位 點(diǎn) 和NbT位 點(diǎn) 上 吸 附CO2分 子 的Ead分 別 為-2.04、-2.01、-0.08、-0.20 eV。由此可以看出，NbH位點(diǎn)和CH位點(diǎn)的吸附能更低，且NbH位點(diǎn)的吸附能略低于CH位點(diǎn)。在NbH位 點(diǎn) 和CH位 點(diǎn) 吸 附CO2時(shí)，C-O鍵 長(zhǎng) 在0.126～0.137 nm，比 純CO2分 子 的C-O鍵 長(zhǎng)（0.118 nm）長(zhǎng)；在金屬頂部吸附CO2分子時(shí)，C-O鍵長(zhǎng)沒(méi)有明顯變化；在NbH和CH位點(diǎn)吸附時(shí)，CO2分子的O-C-O鍵角分別從180.0°扭曲到130.1°和128.9°，而在NbT位點(diǎn)和NiT位點(diǎn)上則無(wú)明顯變化。在NbH位點(diǎn)和CH位點(diǎn)吸附時(shí)，盡管CO2分子的幾何結(jié)構(gòu)發(fā)生扭曲，但是始終以分子的形式被吸附在Nb2C和Ni-Nb2C的表面，即物理吸附。綜上所述，NbH是最佳的吸附位點(diǎn)，在NbH上吸附CO2分子的Ead大 小 順 序 為：NiNb2C(-2.22 eV)＜Ni/Nb2C(-2.04 eV)＜2Ni/Nb2C(-1.92 eV)。上述結(jié)果表明，用Ni原子替換Nb原子制備的NiNb2C具有更加優(yōu)異的吸附性能。

為了探索Ni-Nb2C吸附性能提升的原因，討論了Nb2C、Ni/Nb2C、2Ni/Nb2C和NiNb2C的電子電荷分布，進(jìn)行了Bader電荷和差分電荷的計(jì)算。基于Bader電荷分析方法量化了原子間電荷轉(zhuǎn)移情況，Bader電荷變化量的正負(fù)值分別表示總價(jià)電子相對(duì)于中性態(tài)的增加量或者減少量，正值表示原子或者分子獲得電子，反之表示失去電子。Ni-Nb2C的差分電荷密度和Bader電荷分布如圖3所示。圖中，黃色區(qū)域代表電子積累，青色區(qū)域代表電子消耗；等值面為5 e/nm3。

由 圖3可 知，在Ni/Nb2C和2Ni/Nb2C中，Ni原子上Bader電荷變化量為正值，表示電荷密度增加，而相鄰的Nb原子上電荷密度明顯降低，表明摻雜Ni原子后，周?chē)由系碾娮訒?huì)轉(zhuǎn)移到Ni原子，使Ni原子上電荷密度增加。由圖3還可以看出，NiNb2C中Ni原子上電荷密度只是增加了0.09e，與Ni/Nb2C和2Ni/Nb2C相 比，NiNb2C中Ni原 子 電 荷密度增加較少，不同的電荷分布結(jié)果可能對(duì)CO2的吸附產(chǎn)生影響。

圖3 Ni-Nb2C的差分電荷密度和Bader電荷分布Fig.3 The charge density difference and Bader charge values of Ni-Nb2C

計(jì)算吸附CO2后Nb2C/CO2、Ni-Nb2C/CO2的差分電荷密度和Bader電荷分布，結(jié)果如圖4所示。圖中，電子的積累和耗盡分別用黃色區(qū)域和青色區(qū)域表示。

圖4 Nb2C/CO2和Ni-Nb2C/CO2的差分電荷密度和Bader電荷分布（等值面為3.2 e/nm3）Fig.4 The charge density difference and Bader charge values of Nb2C/CO2 and Ni-Nb2C/CO2(the isosurface values are 3.2 e/nm3)

由圖4可知，CO2氣體與NbH位點(diǎn)之間存在相互作用；在Ni原子上Bader電荷變化量為正值，表示電荷密度增加，而在NiNb2C/CO2中Bader電荷變化量為負(fù)值，表示電荷密度降低，表明在NiNb2C/CO2中Ni原子替換Nb原子時(shí)Ni原子貢獻(xiàn)出電子，導(dǎo)致Ni原子上的電荷密度降低，而周?chē)由系碾姾擅芏仍黾印Ｎ紺O2前后NiNb2C基底上電子轉(zhuǎn)移發(fā)生反轉(zhuǎn)，吸附前是由周?chē)酉騈i原子提供電子，吸附CO2之后則是由Ni原子向周?chē)犹峁╇娮樱砻鲗蝹€(gè)Ni原子加入到MXenes的晶格中，可能導(dǎo)致基底電荷密度的再分配，有利于光催化還原CO2。

為了進(jìn)一步理解體系的相互作用和電子電荷性質(zhì)，計(jì)算了Nb2C、Ni-Nb2C、Nb2C/CO2、Ni-Nb2C/CO2體系的價(jià)電子的分波態(tài)密度（PDOS），PDOS圖譜如圖5所示。圖中，Nb、C、Ni和O原子之間的鍵由重疊峰表示。

圖5 Nb2C、Ni-Nb2C、Nb2C/CO2、Ni-Nb2C/CO2體系的PDOS圖Fig.5 The PDOS of pure Nb2C,Ni-Nb2C,Nb2C/CO2,Ni-Nb2C/CO2 systems

由圖5（a）可知，Nb2C在費(fèi)米能級(jí)上不存在間隙（橫坐標(biāo)是相對(duì)于費(fèi)米能級(jí)的能量），這一特征確定了Nb2C的類(lèi)金屬性質(zhì)；Nb2C在費(fèi)米能級(jí)附近（-2～2 eV）主要是Nb-4d的態(tài)密度分布，摻Ni原子以后在-3～-1 eV處出現(xiàn)Ni-4d軌道的峰，重疊峰表明Nb-4d和Ni-4d軌道發(fā)生雜化[36]，并且摻Ni原子的復(fù)合材料在費(fèi)米能級(jí)附近表現(xiàn)出比Nb2C更高的態(tài)密度分布。上述結(jié)果均表明，Ni原子與基底之間有較強(qiáng)的相互作用。由圖5（c）、（e）、（g）可知，所有Ni原子摻雜的復(fù)合材料在費(fèi)米能級(jí)附近都呈現(xiàn)出相當(dāng)高的電子態(tài)密度且?guī)稙榱?，這一特征與Nb2C相似，表明它們具有優(yōu)異的金屬性能，即摻Ni原子后的復(fù)合材料也具有類(lèi)金屬性質(zhì)[36]。由圖5（b）可知，當(dāng)CO2吸附在Nb2C表面時(shí)，可以觀察到其PDOS峰的擴(kuò)大，CO2中O-2p軌道的峰值出現(xiàn)在-5 eV附近。由圖5（d）、（f）、（h）可知，摻雜Ni原子以后CO2中O-2p軌道的峰值向高能方向移動(dòng)，表明氣體和基底之間存在較強(qiáng)的相互作用。計(jì)算了Nb2C和NiNb2C吸 附CO2的 結(jié) 合 能，NiNb2、CNb2C吸附CO2的結(jié)合能分別為-4.92、-4.80 eV，表明NiNb2C吸附CO2的結(jié)合能更低，CO2與基底的相互作用更強(qiáng)，因此更有利于光催化吸附CO2。

3 結(jié) 論

采用DFT計(jì)算方法研究了氣體分子在Nb2C及其N(xiāo)i原子功能化Nb2C表面的吸附性能。在3種Ni功能化Nb2C中，NiNb2C具有最低的結(jié)合能和最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。Nb2C和Ni-Nb2C對(duì)CO2的吸附能結(jié)果顯示，在NbH位點(diǎn)上吸附能最低，Ead的大小順序?yàn)椋篘iNb2C(-2.22 eV)＜Ni/Nb2C(-2.04 eV)＜2Ni/Nb2C(-1.92 eV)，表明將單個(gè)Nb原子替換成Ni原子的吸附效果最佳。對(duì)Nb2C、Ni-Nb2C、Nb2C/CO2以及Ni-Nb2C/CO2的電子電荷性質(zhì)也進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，與Nb2C、Ni/Nb2C和2Ni/Nb2C的電子電荷密度分布相比，吸附CO2分子前后NiNb2C基底上電子轉(zhuǎn)移發(fā)生反轉(zhuǎn)，吸附前是由周?chē)酉騈i原子提供電子，吸附CO2之后則是由Ni原子向周?chē)犹峁╇娮樱碞i原子上的電荷密度減少而周?chē)拥碾姾擅芏仍黾?，基底電荷密度的再分配更有利于光催化還原CO2。