Facet-dependent active sites of a single Cu2O particle photocatalyst for CO2 reduction to methanol

光催化 材料科学 甲醇 吸附 化学工程 扫描电子显微镜 光化学 量子产额 催化作用 纳米技术 荧光 化学 光学 物理化学 复合材料 物理 工程类 有机化学 生物化学
作者
Yimin A. Wu,Ian McNulty,Cong Liu,Kah Chun Lau,Qi Liu,A. P. Paulikas,Cheng‐Jun Sun,Zhonghou Cai,Jeffrey R. Guest,Yang Ren,Vojislav R. Stamenković,Larry A. Curtiss,Yuzi Liu,Tijana Rajh
出处
期刊:Nature Energy [Nature Portfolio]
卷期号:4 (11): 957-968 被引量:537
标识
DOI:10.1038/s41560-019-0490-3
摘要

Atomic-level understanding of the active sites and transformation mechanisms under realistic working conditions is a prerequisite for rational design of high-performance photocatalysts. Here, by using correlated scanning fluorescence X-ray microscopy and environmental transmission electron microscopy at atmospheric pressure, in operando, we directly observe that the (110) facet of a single Cu2O photocatalyst particle is photocatalytically active for CO2 reduction to methanol while the (100) facet is inert. The oxidation state of the active sites changes from Cu(i) towards Cu(ii) due to CO2 and H2O co-adsorption and changes back to Cu(i) after CO2 conversion under visible light illumination. The Cu2O photocatalyst oxidizes water as it reduces CO2. Concomitantly, the crystal lattice expands due to CO2 adsorption then reverts after CO2 conversion. The internal quantum yield for unassisted wireless photocatalytic reduction of CO2 to methanol using Cu2O crystals is ~72%. Photocatalytic reduction of CO2 to methanol offers a promising route to storage of solar energy in the form of chemical fuels. Here, Wu et al. use in operando microscopy to identify the active facets for CO2 reduction on Cu2O and exploit this to obtain high conversion efficiency and selectivity to methanol.
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
1秒前
1秒前
元靖完成签到,获得积分10
2秒前
王骏发布了新的文献求助10
2秒前
阳光念烟发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
朴实凝雁发布了新的文献求助10
2秒前
灰烬使者完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
3秒前
搜集达人应助Dawn采纳,获得10
3秒前
wu发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
Hao_Yu发布了新的文献求助10
6秒前
良行知发布了新的文献求助10
7秒前
ztt完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
演化的蛙鱼完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
pipi发布了新的文献求助10
8秒前
搜集达人应助cc采纳,获得10
8秒前
9秒前
段昊焱完成签到,获得积分10
10秒前
12秒前
wu完成签到,获得积分10
14秒前
梦在远方完成签到 ,获得积分10
14秒前
14秒前
段昊焱发布了新的文献求助10
15秒前
valiente发布了新的文献求助10
15秒前
顾矜应助cen钱采纳,获得10
16秒前
研友_VZG7GZ应助ssss采纳,获得10
16秒前
Deiu发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
万能图书馆应助陈皮采纳,获得10
18秒前
充电宝应助林颖采纳,获得10
20秒前
Dawn发布了新的文献求助10
22秒前
whatever发布了新的文献求助20
23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
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 590
Évora na Idade Média 555
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Radical Reactions 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 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 7367096
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8975178
关于积分的说明 19081026
捐赠科研通 7010963
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3224283
关于科研通互助平台的介绍 2387902
邀请新用户注册赠送积分活动 2205058