Energy Level Engineering: Ru Single Atom Anchored on Mo-MOF with a [Mo8O26(im)2]4– Structure Acts as a Biomimetic Photocatalyst

异质结 光催化 带材弯曲 催化作用 带隙 电子能带结构 费米能级 电子结构 化学 材料科学 光化学 结晶学 纳米技术 光电子学 电子 计算化学 物理 生物化学 量子力学
作者
Shuo Wang,Jijie Zhang,Meng-Ya Zong,Jun Xu,Danhong Wang,Xian‐He Bu
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:12 (13): 7960-7974 被引量:44
标识
DOI:10.1021/acscatal.2c01756
摘要

Energy level engineering by controlling the defect level in the band gap and constructing a single-site heterojunction via MOF-based biomimetic catalysts brings out opportunities for photocatalytic nitrogen fixation. Herein, isolated Ru single atoms were successfully implanted onto well-organized Mo-MOFs with a [Mo8O26(im)2]4– structure to form Ruδ+-O3-Mo3 single-site heterojunctions. Both Ru doping level and Mo5+ defect level have been incorporated into the band structure of Mo-MOF simultaneously with enhanced visible-light absorption up to 700 nm. Ru@Mo-MOF-tri showed significantly higher photocatalytic nitrogen fixation activity than Ru@Mo-MOF-mono because of the higher amount of Ruδ+-O3-Mo3 active sites and bending down at the interface of Ru@Mo-MOF-tri heterojunction. DFT calculations based on a Ru single atom at the Mo-MOF-tri structure prove that the formation of the Ruδ+-O3-Mo3 single site with Mo5+ results in moving up of the Fermi level with a high electron energy; thus, the energy barrier is dramatically reduced for the formation of NNH* as the rate-limiting step of nitrogen fixation. The clear structure–activity relationship obtained in this work provides clues for designing single-site heterojunctions as biomimetic photocatalysts and regulating the energy band structures rationally, integrating the advantages of single atom metal and photosensitive MOF.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
2秒前
6秒前
6秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得30
6秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得30
7秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
科研应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
7秒前
萨摩耶完成签到 ,获得积分10
7秒前
研友_VZG7GZ应助小元采纳,获得10
8秒前
荒野求生的青椒完成签到,获得积分10
9秒前
流沙无言发布了新的文献求助10
10秒前
14秒前
闪闪灭龙发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
冷傲机器猫完成签到,获得积分0
15秒前
18746005898完成签到 ,获得积分10
16秒前
何YI完成签到,获得积分10
16秒前
个性的丹亦完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
20秒前
23秒前
晓宇发布了新的文献求助10
24秒前
闪闪灭龙完成签到,获得积分10
27秒前
小元发布了新的文献求助10
28秒前
半霜完成签到 ,获得积分10
33秒前
牛牛要当院士喽完成签到,获得积分10
35秒前
牛牛要当院士喽完成签到,获得积分10
39秒前
39秒前
希望天下0贩的0应助Chem34采纳,获得10
42秒前
aura发布了新的文献求助10
43秒前
47秒前
XY完成签到 ,获得积分10
47秒前
FAYE完成签到,获得积分10
49秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
Mixing the elements of mass customisation 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3778437
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3324161
关于积分的说明 10217227
捐赠科研通 3039379
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1668012
邀请新用户注册赠送积分活动 798463
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758385