Twin S-Scheme g-C3N4/CuFe2O4/ZnIn2S4 Heterojunction with a Self-Supporting Three-Phase System for Photocatalytic CO2 Reduction: Mechanism Insight and DFT Calculations

材料科学 结晶学 物理 化学
作者
Dongdong Liu,Lipeng Jiang,Dengqian Chen,Zhengkai Hao,Bowen Deng,Yunyun Sun,Xin Liu,Boyin Jia,Limei Chen,Huitao Liu
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:14 (7): 5326-5343 被引量:249
标识
DOI:10.1021/acscatal.4c00409
摘要

The use of photocatalytic solar energy to drive CO 2 reduction is beneficial for addressing fossil fuel shortages and environmental pollution issues. We synthesized a twin S-scheme g-C 3 N 4 /CuFe 2 O 4 /ZnIn 2 S 4 heterojunction, which was used to construct a self-supporting three-phase system for photocatalytic CO 2 reduction. Two built-in electric fields in this heterojunction induced effective migration of photogenerated carriers, resulting in a wide light response range and strong oxidation ability. This twin S-scheme photocatalytic system without a sacrificial agent had high CH 4 selectivity (96.8%) and surprise production rate of CH 4 (267.4 μmol g –1 h –1 ), and still maintained an excellent cycle rate (249–267.4 μmol g –1 h –1 ) during five cycles. In addition, g-C 3 N 4 /CuFe 2 O 4 /ZnIn 2 S 4 heterojunction possessed both hydrophilicity and hydrophobicity, which achieved an efficient transformation of CO 2 into CH 4 by controlling interface wettability. g-C 3 N 4 as a hydrophobic layer promoted CO 2 mass transfer to achieve the enrichment of CO 2 on the heterojunction surface; ZnIn 2 S 4 as a hydrophilic layer could well adsorb H 2 O, which was further oxidized by the photogenerated holes into many protons (H + ). Finally, DFT calculations found that Fe–N bonds located between g-C 3 N 4 and CuFe 2 O 4 played a crucial role during the photocatalytic CO 2 reduction. They served as a bridge for electron transfer to induce the bending adsorption of CO 2, which enhanced the adsorption of *CO and stabilization of *H.
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
kinoss完成签到,获得积分10
1秒前
俏皮冰露完成签到,获得积分10
2秒前
aajhajkahna的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
aajhajkahna的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
yoooooooo完成签到,获得积分10
3秒前
t铁核桃1985完成签到 ,获得积分0
6秒前
cherry_mm发布了新的文献求助10
7秒前
oyly完成签到 ,获得积分0
8秒前
luoqin完成签到 ,获得积分10
12秒前
chujiu完成签到 ,获得积分10
14秒前
无情愫的应助被砸瓦鲁多采纳,获得10
21秒前
hkh发布了新的文献求助10
21秒前
脑洞疼的应助被砸瓦鲁多采纳,获得10
21秒前
狼来了aas完成签到,获得积分10
25秒前
壮观的谷冬完成签到 ,获得积分0
25秒前
风中星月完成签到 ,获得积分10
26秒前
我爱写论文完成签到 ,获得积分10
26秒前
昏睡的帆布鞋完成签到 ,获得积分10
27秒前
28秒前
PhantomZ完成签到 ,获得积分10
29秒前
满意的伊完成签到,获得积分10
30秒前
天庚地寅完成签到,获得积分10
31秒前
欢呼亦竹完成签到 ,获得积分10
32秒前
qpzn完成签到,获得积分10
32秒前
ybheart发布了新的文献求助10
34秒前
苗条的之桃完成签到,获得积分10
34秒前
Lunar完成签到 ,获得积分10
44秒前
桥西小河完成签到 ,获得积分10
47秒前
fancy完成签到 ,获得积分10
51秒前
彭大大完成签到,获得积分10
53秒前
BuSihan完成签到 ,获得积分10
54秒前
玩命的紫夏完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
SciGPT的应助被d4c9e3258a6248fe采纳,获得10
1分钟前
flb1227完成签到 ,获得积分10
1分钟前
张一二发布了新的文献求助30
1分钟前
yxrose完成签到,获得积分10
1分钟前
张一二完成签到,获得积分10
1分钟前
GingerF的应助被雪山大地采纳,获得80
1分钟前
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
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Topological Photonics: Fundamentals and Applications 500
5th World Conference on Detergents: Reinventing the Industry : Opportunities and Challenges 500
Les Mots du discours 500
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 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8097597
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9508119
关于积分的说明 21463940
捐赠科研通 7672222
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3407236
关于科研通互助平台的介绍 2535231
邀请新用户注册赠送积分活动 2446709