Accelerated Photocatalytic Carbon Dioxide Reduction and Water Oxidation under Spatial Synergy

光催化 催化作用 氧化还原 空位缺陷 化学 二氧化碳 碳纤维 氧气 化学工程 光化学 材料科学 无机化学 结晶学 有机化学 复合数 工程类 复合材料
作者
Wei Wang,Wanyi Zhang,Chaoyuan Deng,Hua Sheng,Jincai Zhao
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:63 (7) 被引量:2
标识
DOI:10.1002/anie.202317969
摘要

Photocatalytic conversion of CO2 and H2 O into fuels and oxygen is a highly promising solution for carbon-neutral recycling. Traditionally, researchers have studied CO2 reduction and H2 O oxidation separately, overlooking potential synergistic interplay between these processes. This study introduces an innovative approach, spatial synergy, which encourages synergistic progress by bringing the two half-reactions into atomic proximity. To facilitate this, we developed a defective ZnIn2 S4 -supported single-atom Cu catalyst (Cu-SA/D-ZIS), which demonstrates remarkable catalytic performance with CO2 reduction rates of 112.5 μmol g-1 h-1 and water oxidation rates of 52.3 μmol g-1 h-1 , exhibiting a six-fold enhancement over D-ZIS. The structural characterization results indicated that the trapping effect of vacancy associates on single-atom copper led to the formation of an unsaturated coordination structure, Cu-S3 , consequently giving rise to the CuZn 'VS ⋅⋅VZn " defect complexes. FT-IR studies coupled with theoretical calculations reveal the spatially synergistic CO2 reduction and water oxidation on CuZn 'VS ⋅⋅VZn ", where the breakage of O-H in water oxidation is synchronized with the formation of *COOH, significantly lowering the energy barrier. Notably, this study introduces and, for the first time, substantiates the spatial synergy effect in CO2 reduction and H2 O oxidation through a combination of experimental and theoretical analyses, providing a fresh insight in optimizing photocatalytic system.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
kkkkk发布了新的文献求助100
刚刚
Fancy关注了科研通微信公众号
刚刚
红薯土豆泥不加胡椒完成签到,获得积分20
1秒前
2秒前
开心发布了新的文献求助30
2秒前
2秒前
3秒前
5秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
NexusExplorer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10
6秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
betty发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
张小盒发布了新的文献求助10
7秒前
感动芷珍发布了新的文献求助10
8秒前
任性的岱周完成签到,获得积分10
9秒前
育三杯清栀完成签到,获得积分10
9秒前
12秒前
feng发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
zjw完成签到,获得积分10
14秒前
潤沁完成签到,获得积分10
16秒前
18秒前
shenmo18完成签到,获得积分10
18秒前
丸子鱼完成签到 ,获得积分10
18秒前
慕青应助feng采纳,获得10
20秒前
石头完成签到,获得积分10
24秒前
27秒前
感动芷珍完成签到,获得积分10
30秒前
义气严青完成签到,获得积分10
31秒前
wangjingli666应助专注忆寒采纳,获得10
31秒前
31秒前
恍若隔世完成签到,获得积分10
34秒前
zcl发布了新的文献求助10
36秒前
执着半烟完成签到,获得积分10
38秒前
wangjingli666应助yudada采纳,获得10
43秒前
田様应助直率的冰兰采纳,获得10
43秒前
44秒前
高分求助中
The three stars each : the Astrolabes and related texts 1070
Manual of Clinical Microbiology, 4 Volume Set (ASM Books) 13th Edition 1000
Hieronymi Mercurialis Foroliviensis De arte gymnastica libri sex: In quibus exercitationum omnium vetustarum genera, loca, modi, facultates, & ... exercitationes pertinet diligenter explicatur Hardcover – 26 August 2016 900
Sport in der Antike 800
De arte gymnastica. The art of gymnastics 600
少脉山油柑叶的化学成分研究 530
Sport in der Antike Hardcover – March 1, 2015 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 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 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2404438
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2103002
关于积分的说明 5307444
捐赠科研通 1830643
什么是DOI,文献DOI怎么找? 912159
版权声明 560502
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 487696