Designing of covalent organic framework/2D g-C3N4 heterostructure using a simple method for enhanced photocatalytic hydrogen production

异质结 光催化 材料科学 共价有机骨架 制氢 可见光谱 量子产额 共价键 化学工程 量子效率 纳米技术 光化学 催化作用 光电子学 化学 有机化学 光学 物理 工程类 荧光
作者
Ahmed E. Hassan,Ahmed M. Elewa,Mai S. A. Hussien,Ahmed F. M. EL‐Mahdy,Islam M. A. Mekhemer,I.S. Yahia,Tarek A. Mohamed,Ho‐Hsiu Chou,Zhenhai Wen
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier BV]
卷期号:653 (Pt B): 1650-1661 被引量:77
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2023.10.010
摘要

Designing heterostructure photocatalysts is a promising approach for developing highly efficient photocatalysts for hydrogen energy production. In this work, we synthesized a series of a covalent organic framework (COF)/g-C3N4 (CN) heterojunction photocatalysts, denoted as x % COF/CN (in which x indicates the weight % of COF and x = 5, 10, 20, 30, 40, 50, 90, 95, 100), for hydrogen production. The COF, which is a key component of the photocatalyst, was prepared by assembling benzothiadiazole (BT) and pyrene (Py) derivatives as building blocks. Integrating COF rods into the two-dimensional (2D) layered g-C3N4 structure significantly improved photocatalytic H2 production. The hybrid system (30 % COF/CN) displayed an outstanding hydrogen evolution rate (HER) of 27540 ± 805 μmol g-1h-1, outperforming most known COFs and g-C3N4-based photocatalysts, besides exhibiting stable photocatalytic performance. Moreover, the apparent quantum yield (AQY) was 15.5 ± 0.8 % at 420 nm. Experimental techniques and density functional theory (DFT) calculations demonstrated that the 30 % COF/CN heterostructure has broad visible-light absorption, adequate band energy levels, and the best chemical reactivity descriptors compared to the individual components, resulting in effective carrier separation and excellent performance. Our findings offer a valuable strategy for developing highly efficient and stable heterojunction photocatalysts for visible-light-driven H2 evolution.
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
orixero应助Lewis采纳,获得10
刚刚
华仔应助zhangzhisen采纳,获得10
刚刚
田様应助lppppppp采纳,获得10
1秒前
无花果应助开朗筮采纳,获得10
1秒前
qwfdqwf完成签到 ,获得积分10
1秒前
许进文完成签到,获得积分10
1秒前
华仔应助番薯鱼采纳,获得10
2秒前
慕豁发布了新的文献求助10
2秒前
粗暴的醉卉完成签到,获得积分10
2秒前
欣喜的剑封完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
Ariel完成签到 ,获得积分20
4秒前
5秒前
5秒前
Seven37完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
无花果应助WY采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
李健的小迷弟应助江逾白采纳,获得10
8秒前
ding应助tuyfytjt采纳,获得10
9秒前
9秒前
科研通AI6.4应助yuyuyu采纳,获得10
9秒前
汉堡包应助娃娃鱼采纳,获得10
10秒前
10秒前
初景发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
MJC发布了新的文献求助10
11秒前
wx完成签到 ,获得积分10
11秒前
洛神完成签到 ,获得积分10
11秒前
简单的亦竹完成签到 ,获得积分10
11秒前
12秒前
优雅醉蓝发布了新的文献求助10
12秒前
渡人舟应助慕豁采纳,获得20
13秒前
科研通AI6.2应助zhawenchang采纳,获得10
13秒前
李爱国应助晨霭微凉采纳,获得10
14秒前
桐桐应助春桑早点睡采纳,获得10
14秒前
韩han发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
桐桐应助MJC采纳,获得10
15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
Industrial Hydraulics Manual (7th edition) 800
Physiologic races of the downy mildew fungus on soybeans in North Carolina 800
Rosenblum, Global Change Biology 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7775935
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9317484
关于积分的说明 20357639
捐赠科研通 7362175
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3318095
关于科研通互助平台的介绍 2466309
邀请新用户注册赠送积分活动 2333421