Synergistic effect of Ru-N4 sites and Cu-N3 sites in carbon nitride for highly selective photocatalytic reduction of CO2 to methane

光催化 选择性 光化学 催化作用 氮化碳 化学 甲烷 碳纤维 材料科学 密度泛函理论 氮化物 无机化学 纳米技术 计算化学 有机化学 冶金 复合材料 复合数 图层(电子)
作者
Lei Zeng,Jiewei Chen,Lixiang Zhong,Wenlong Zhen,Yee Yan Tay,Shuzhou Li,Yang‐Gang Wang,Limin Huang,Can Xue
出处
期刊:Applied Catalysis B-environmental [Elsevier BV]
卷期号:307: 121154-121154 被引量:127
标识
DOI:10.1016/j.apcatb.2022.121154
摘要

Developing single-atom photocatalysts for selective conversion of CO2 to valuable fuel is of great attraction but remains challenging. In this work, ruthenium and copper single atoms are for the first time simultaneously incorporated into polymeric carbon nitride (PCN) through a simple preassembly-coprecipitation-pyrolysis process. The obtained PCN-RuCu sample exhibited much higher selectivity (95%) for CH4 production than the individual Ru or Cu decorated PCN during photocatalytic CO2 reduction under visible-light irradiation. The atomically dispersed Ru-N4 and Cu-N3 moieties were confirmed by spherical aberration-corrected electron microscopy and extended X-ray absorption fine structure spectroscopy. Density function theory (DFT) calculations revealed that the co-existence of Ru-N4 sites and Cu-N3 sites can effectively tune the electronic structure of PCN, making the Ru sites account for photogenerated electron-hole pairs and the Cu sites for CO2 hydrogenation. Moreover, the synergetic effect between Ru and Cu single atoms significantly promotes the consecutive hydrogenation processes of *CO species towards CH4 production. Our studies provide a new understanding of the mechanism for photocatalytic reduction of CO2 to CH4, and pave a new way to design photocatalysts for the selective production of solar fuels.
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
在水一方应助冷灰天花板采纳,获得10
2秒前
crd完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
张行发布了新的文献求助10
2秒前
ning发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
5秒前
yyy完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
领导范儿应助开朗水云采纳,获得10
6秒前
wjw完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
田様应助FeMoco采纳,获得10
7秒前
孙昌耀完成签到,获得积分10
9秒前
求道的竹子完成签到,获得积分10
9秒前
正直随阴发布了新的文献求助10
9秒前
李蕙芯应助99采纳,获得10
9秒前
捉闰土的猹完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
Zhucl发布了新的文献求助10
10秒前
Apollo发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
15秒前
16秒前
张贵虎发布了新的文献求助10
16秒前
18秒前
博闻发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
20秒前
20秒前
20秒前
自信的忆南完成签到,获得积分10
20秒前
沉静的诗云完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
23秒前
24秒前
义气莫茗完成签到,获得积分10
24秒前
Zhucl完成签到,获得积分20
24秒前
24秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
内視鏡的に摘除しえた十二指腸乳頭部腫瘍の2例 660
On nonlinear stability of contact discontinuities. In: Hyperbolic problems: theory, numerics, applications (Stony Brook, NY, 1994) 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
微电子器件实验教程 400
The Neuroscience of Language 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7678430
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9243735
关于积分的说明 19924866
捐赠科研通 7249273
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3287105
关于科研通互助平台的介绍 2444931
邀请新用户注册赠送积分活动 2290279