Nanoporous Heterojunction Photocatalysts with Engineered Interfacial Sites for Efficient Photocatalytic Nitrogen Fixation

异质结 纳米孔 材料科学 光催化 载流子 纳米技术 制氢 化学吸附 化学工程 催化作用 光电子学 化学 有机化学 工程类
作者
Ling Yuan,Cheng Tang,Peiyang Du,Jiaxin Li,Chaoqi Zhang,Yamin Xi,Yin Bi,Tong Bao,Aijun Du,Chao Liu,Chengzhong Yu
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:63 (51): e202412340-e202412340 被引量:53
标识
DOI:10.1002/anie.202412340
摘要

Abstract Photocatalytic N 2 reduction reaction (PNRR) offers a promising strategy for sustainable production of ammonia (NH 3 ). However, the reported photocatalysts suffer from low efficiency with great room to improve regarding the charge carrier utilization and active site engineering. Herein, a porous and chemically bonded heterojunction photocatalyst is developed for efficient PNRR to NH 3 production via hybridization of two semiconducting metal—organic frameworks (MOFs), MIL‐125−NH 2 (MIL=Material Institute Lavoisier) and Co‐HHTP (HHTP=2,3,6,7,10,11‐hexahydroxytripehenylene). Experimental and theoretical results demonstrate the formation of Ti−O−Co chemical bonds at the interface, which not only serve as atomic pathway for S‐scheme charge transfer, but also provide electron‐deficient Co centers for improving N 2 chemisorption/activation capability and restricting competitive hydrogen evolution. Moreover, the nanoporous structure allows the transportation of reactants to the interfacial active sites at heterojunction, enabling the efficient utilization of charge carriers. Consequently, the rationally designed MOF‐based heterojunction exhibits remarkable PNRR performance with an NH 3 production rate of 2.1 mmol g −1 h −1 , an apparent quantum yield (AQY) value of 16.2 % at 365 nm and a solar‐to‐chemical conversion (SCC) efficiency of 0.28 %, superior to most reported PNRR photocatalysts. Our work provides new insights into the design principles of high‐performance photocatalysts.
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
2秒前
DJDJDDDJ发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
3秒前
3秒前
小杜在此发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
大气的烧鹅完成签到,获得积分10
4秒前
科目三应助shaylie采纳,获得30
5秒前
abcd发布了新的文献求助10
6秒前
susu发布了新的文献求助10
6秒前
张雨欣发布了新的文献求助10
6秒前
紫亦君完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
共享精神应助jielo采纳,获得10
7秒前
小小黑3b发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
简丹发布了新的文献求助10
8秒前
cdercder应助笑笑笑采纳,获得10
8秒前
乐乐应助逆水行舟采纳,获得10
8秒前
11秒前
华仔应助迷途羔牛采纳,获得10
11秒前
zhangjing完成签到,获得积分20
11秒前
蓝天发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
开朗的傲玉完成签到 ,获得积分20
15秒前
飞羽发布了新的文献求助10
15秒前
所所应助l林采纳,获得10
15秒前
16秒前
16秒前
Polaris发布了新的文献求助10
16秒前
patrickzhao完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
宥沐完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
landolu发布了新的文献求助10
19秒前
21秒前
宇文沛岚完成签到,获得积分10
21秒前
ding应助准静止锋采纳,获得10
21秒前
21秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
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 7193131
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8829408
关于积分的说明 18641822
捐赠科研通 6829144
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3175986
关于科研通互助平台的介绍 2328143
邀请新用户注册赠送积分活动 2150487