Visible-Light-Driven Selective Oxidation of Biomass-Derived HMF to DFF Coupled with H2 Generation by Noble Metal-Free Zn0.5Cd0.5S/MnO2 Heterostructures

光催化 催化作用 贵金属 异质结 可见光谱 分解水 产量(工程) 量子产额 化学 金属 化学工程 纳米技术 材料科学 光电子学 物理 复合材料 冶金 光学 有机化学 工程类 荧光
作者
Suman Dhingra,Tripti Chhabra,Venkata Krishnan,C. M. Nagaraja
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
卷期号:3 (7): 7138-7148 被引量:105
标识
DOI:10.1021/acsaem.0c01189
摘要

The development of efficient photocatalysts for utilization of solar energy for water splitting coupled with oxidation of biomass-derivatives is of utmost importance for the simultaneous production of clean fuel (H2) and value-added chemicals. Consequently, herein we report the development of the Z-scheme photocatalytic system, Zn0.5Cd0.5S/xMnO2, which has the optimum band structure suitable for efficient visible-light-assisted photocatalytic H2 generation integrated with selective oxidation of biomass-derived 5-hydroxymethylfurfural (HMF) to a more value-added product, 2,5-diformylfuran (DFF). The electron microscopy analyses of the samples revealed the presence of Zn0.5Cd0.5S microspheres composed of smaller nanocrystals with the surface covered by the MnO2 nanostructure and the intimate contact between Zn0.5Cd0.5S and MnO2. Photocatalytic investigations revealed the highest activity for Zn0.5Cd0.5S/1%MnO2, affording a DFF yield of 46% and a simultaneous H2 generation rate of 1322 μmol g–1 in 24 h, which are, respectively, 9 and 4 times higher than those of parent sample, Zn0.5Cd0.5S. Further, the best heterostructure exhibits good catalytic activity even under natural sunlight irradiation, affording DFF with a 14% yield and H2 generation rate of 152.6 μmol g–1 in 6 h. The high catalytic activity of the heterostructure over the parent materials has been attributed to efficient separation of photogenerated charge-carriers with the aid of the Z-scheme mechanism and the synergistic catalysis between Zn0.5Cd0.5S and MnO2. Overall, this work represents a unique demonstration of noble metal-free selective oxidation of HMF to DFF integrated with H2 production under mild reaction conditions.
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
刚刚
九九发布了新的文献求助10
刚刚
阿坝发布了新的文献求助10
刚刚
情怀应助憨憨采纳,获得10
1秒前
2秒前
Owen应助干亿先采纳,获得10
3秒前
4秒前
petrichor完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
张0完成签到,获得积分10
6秒前
依梦完成签到,获得积分10
7秒前
Holly完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
HHHH发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
英俊的铭应助liu采纳,获得10
9秒前
11秒前
11秒前
全班发布了新的文献求助10
11秒前
天天快乐应助雷梦芝采纳,获得10
11秒前
cdercder应助大王采纳,获得10
11秒前
银漪完成签到 ,获得积分10
11秒前
田様应助诗筠采纳,获得10
12秒前
自由友儿发布了新的文献求助10
12秒前
Zero发布了新的文献求助10
13秒前
奋斗含巧完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
zjy发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
思源应助阿坝采纳,获得10
14秒前
Sylviasyy应助LIZHEN采纳,获得10
14秒前
干亿先发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
15秒前
舒心若风发布了新的文献求助10
16秒前
ggyy发布了新的文献求助10
17秒前
yyc完成签到,获得积分10
18秒前
tao发布了新的文献求助10
19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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
模型平均及其应用 900
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
Évora na Idade Média 555
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 550
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
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 7345287
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8957486
关于积分的说明 19020875
捐赠科研通 6996759
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3219926
关于科研通互助平台的介绍 2384874
邀请新用户注册赠送积分活动 2200201