Accelerated Photocatalytic Carbon Dioxide Reduction and Water Oxidation under Spatial Synergy

光催化 催化作用 还原(数学) 二氧化碳电化学还原 化学 二氧化碳 环境科学 碳纤维 二氧化钛 环境化学 化学工程 材料科学 有机化学 冶金 一氧化碳 复合数 工程类 复合材料 几何学 数学
作者
Wei Wang,Wanyi Zhang,Chaoyuan Deng,Hua Sheng,Jincai Zhao
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:63 (7): e202317969-e202317969 被引量:96
标识
DOI:10.1002/anie.202317969
摘要

Abstract Photocatalytic conversion of CO 2 and H 2 O into fuels and oxygen is a highly promising solution for carbon‐neutral recycling. Traditionally, researchers have studied CO 2 reduction and H 2 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 ZnIn 2 S 4 ‐supported single‐atom Cu catalyst (Cu−SA/D−ZIS), which demonstrates remarkable catalytic performance with CO 2 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‐S 3 , consequently giving rise to the Cu Zn ′ V S ⋅⋅ V Zn “ defect complexes. FT‐IR studies coupled with theoretical calculations reveal the spatially synergistic CO 2 reduction and water oxidation on Cu Zn ′ V S ⋅⋅ V Zn ”, 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 CO 2 reduction and H 2 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
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
lt完成签到,获得积分20
刚刚
feiliu完成签到,获得积分10
1秒前
slouchy完成签到 ,获得积分10
1秒前
dddd完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
科研通AI6.2的应助被小刚大王采纳,获得10
2秒前
2秒前
3秒前
3秒前
aaaa的应助被能干晓啸采纳,获得20
4秒前
科研通AI2S的应助被zhang采纳,获得10
5秒前
哈利哈瑞发布了新的文献求助10
6秒前
辰知完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
zz发布了新的文献求助10
7秒前
心悦SCI完成签到,获得积分10
7秒前
能干念波完成签到 ,获得积分10
7秒前
苹果谷兰发布了新的文献求助10
7秒前
韩明轩发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
amasuke完成签到,获得积分10
9秒前
寒2026的应助被辰知采纳,获得10
9秒前
chirck完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
小小小小可完成签到,获得积分10
10秒前
orixero的应助被hlydxxz采纳,获得10
11秒前
12秒前
纯真芙发布了新的文献求助10
12秒前
TIANccc发布了新的文献求助10
12秒前
勤奋土豆发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
13秒前
ziwei完成签到,获得积分10
14秒前
未雨绸缪完成签到,获得积分10
15秒前
小叶青发布了新的文献求助10
16秒前
77完成签到 ,获得积分10
16秒前
ziwei发布了新的文献求助10
16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
Aspects of Post-SPE Phonology 2000
CODESSA 2000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Berberine regulates the TLR4 signaling pathway to suppress hypoxia-induced proliferation and migration of pulmonary arterial smooth muscle cells 520
Organizational Behavior 510
Performance standards for antimicrobial disk and dilution susceptibility tests for bacteria isolated from animals 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 化学工程 内科学 物理 生物化学 复合材料 催化作用 细胞生物学 人工智能 心理学 无机化学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7854956
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9373575
关于积分的说明 20688841
捐赠科研通 7453095
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3345074
关于科研通互助平台的介绍 2487855
邀请新用户注册赠送积分活动 2368685