A π‐Conjugated Van der Waals Heterostructure Between Single‐Atom Ni‐Anchored Salphen‐Based Covalent Organic Framework and Polymeric Carbon Nitride for High‐Efficiency Interfacial Charge Separation

异质结 共轭体系 氮化碳 材料科学 共价键 范德瓦尔斯力 氮化物 Atom(片上系统) 碳纤维 光催化 碳原子 聚合物 电荷(物理) 化学物理 化学工程 纳米技术 光电子学 分子 化学 有机化学 催化作用 复合数 复合材料 戒指(化学) 工程类 嵌入式系统 计算机科学 图层(电子) 量子力学 物理
作者
Liang Zhu,Zhifu Liang,Hao Li,Qiunian Xu,Daochuan Jiang,Haiwei Du,Chuhong Zhu,Huiquan Li,Zhou Lu,Yupeng Yuan
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:19 (33) 被引量:25
标识
DOI:10.1002/smll.202301017
摘要

Semiconductor-based heterostructures have exhibited great promise as a photocatalyst to convert solar energy into sustainable chemical fuels, however, their solar-to-fuel efficiency is largely restricted by insufficient interfacial charge separation and limited catalytically active sites. Here the integration of high-efficiency interfacial charge separation and sufficient single-atom metal active sites in a 2D van der Waals (vdW) heterostructure between ultrathin polymeric carbon nitride (p-CN) and Ni-containing Salphen-based covalent organic framework (Ni-COF) nanosheets is illustrated. The results reveal a NiN2 O2 chemical bonding in NiCOF nanosheets, leading to a highly separated single-atom Ni sites, which will function as the catalytically active sites to boost solar fuel production, as confirmed by X-ray absorption spectra and density functional theory calculations. Using ultrafast femtosecond transient adsorption (fs-TA) spectra, it shows that the vdW p-CN/Ni-COF heterostructure exhibits a faster decay lifetime of the exciton annihilation (τ = 18.3 ps) compared to that of neat p-CN (32.6 ps), illustrating an efficiently accelerated electron transfer across the vdW heterointerface from p-CN to Ni-COF, which thus allows more active electrons available to participate in the subsequent reduction reactions. The photocatalytic results offer a chemical fuel generation rate of 2.29 mmol g-1 h-1 for H2 and 6.2 µmol g-1 h-1 for CO, ≈127 and three times higher than that of neat p-CN, respectively. This work provides new insights into the construction of a π-conjugated vdW heterostructure on promoting interfacial charge separation for high-efficiency photocatalysis.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
heier999完成签到,获得积分20
2秒前
evelyn完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
4秒前
5秒前
河南彭于晏给河南彭于晏的求助进行了留言
6秒前
6秒前
DXJ发布了新的文献求助10
6秒前
big ben发布了新的文献求助30
11秒前
13秒前
胡安完成签到,获得积分10
15秒前
张吉文发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
和谐的敏发布了新的文献求助10
18秒前
研友_VZG7GZ应助哈哈哈哈采纳,获得10
19秒前
Snow完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
阔达靖琪完成签到,获得积分20
22秒前
Dr大壮完成签到,获得积分10
23秒前
24秒前
越过山丘发布了新的文献求助10
24秒前
25秒前
25秒前
儒雅大叔完成签到,获得积分10
26秒前
犹豫的甜瓜完成签到,获得积分10
27秒前
28秒前
UU完成签到,获得积分10
29秒前
30秒前
30秒前
30秒前
搜集达人应助xdl120318采纳,获得10
30秒前
哈哈哈哈发布了新的文献求助10
30秒前
越过山丘完成签到,获得积分10
31秒前
123发布了新的文献求助10
31秒前
酷波er应助camaelxin采纳,获得10
31秒前
jingjun_Li发布了新的文献求助10
34秒前
Qiu完成签到,获得积分10
34秒前
bey完成签到,获得积分10
34秒前
文艺雁菱完成签到,获得积分10
34秒前
高分求助中
(禁止应助)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Diagnostic Imaging: Pediatric Neuroradiology 2000
Semantics for Latin: An Introduction 1099
Biology of the Indian Stingless Bee: Tetragonula iridipennis Smith 1000
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 720
SPSS for Windows Step by Step: A Simple Study Guide and Reference, 17.0 Update (10th Edition) 500
Media as Procedures of Communication 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 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4133980
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3670857
关于积分的说明 11607381
捐赠科研通 3367010
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1849831
邀请新用户注册赠送积分活动 913401
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 828629