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多相催化剂的应用正逐渐转向环境和能源等领域。多相催化剂主要是利用富电子活性中心(Lewis碱)或缺电子活性中心(Lewis酸)与反应物中带相反电荷的状态相互作用,降低反应势垒,促进特定反应的进行。在光催化还原CO2和染敏电池导电高分子对电极催化中,均涉及Lewis酸碱的构筑和应用,并均可通过掺杂手段实现。如何通过掺杂实现Lewis酸碱活性中心的构筑和应用,理解电子转移行为,构建和筛选高活性催化剂,拓展其在环境和能源领域的应用具有重要的科学意义和研究价值。因此,本论文将铋氧溴(BiOBr)和聚吡咯(PPy)多相催化剂作为研究对象,分别以自掺杂缺陷和对阴离子掺杂等手段,构筑和利用Lewis酸碱或其多元活性中心,调控电子的转移行为,以获得性能优异的催化剂。在BiOBr纳米片中成功构造出自掺杂金属Bi空位VBi"’(Lewis碱活性中心),发现其可显著增强CO2化学吸附,有利于CO脱附,提高产物选择性,同时还可提升光生载流子分离效率。计算证实BiOBr{010}晶面金属VBi"’可稳定存在,且有助于降低CO2到CO2·-活化势垒。推断VB引起的光催化还原CO2性能的提升,主要源于CO2吸附增强,进而促进其活化和降低势垒。在BiOBr纳米片中构造了金属氧多元空位VBi"’VO··VBi"’和VBi"’VO··(Lewis酸碱多元活性中心),发现其有利于提高可见光吸收、光生载流子分离和电子还原能力,但不利于CO2吸附。计算证实BiOBr{001}晶面的自掺杂VBiVO·VBi能稳定存在,VBiVO·较稳定。推断纳米片厚度、所含Bi基空位种类和浓度决定了光催化还原CO2性能。关于染敏电池PPy对电极,发现弱键合I3-在催化过程中起着重要作用。通过调控TsOO-竞争掺杂,利用聚吡咯Lewis酸活性中心,成功构造了大量I3-弱键合掺杂的PPy对电极,并证实其能加快电子和离子的转移,即加快I3-的还原和I-的释放,进而促进催化过程。发现染敏电池PPy对电极的催化主要包括强/弱键合碘物种形成、中间体形成、中间体还原和I-阴离子释放等三个过程。其中强键合对阴离子掺杂主要影响聚吡咯对电极的导电性,弱键合碘物种掺杂主要影响PPy对电极的催化活性。研究表明,在决定PPy对电极性能的各因素中,总掺杂量(TsO-/I-/I3-)调控导电性,形貌和孔隙度调控表面活性位点数量,预存一定量的弱键合I3-(PPy···I3-)调控催化活性。