Enhanced photocatalytic H2O2 production through synergistic double-vacancy engineering in Z-scheme TiO2-x/g-C3N4-x heterojunction

光催化 催化作用 异质结 分解水 材料科学 制氢 空位缺陷 过氧化氢 密度泛函理论 化学工程 光化学 氮气 氧气 吸收(声学) 纳米技术 化学 光电子学 计算化学 结晶学 有机化学 复合材料 工程类
作者
Juan Gao,Sen Yang,Pingping Wei,Shixuan Wang,Lingcheng Zheng,Leilei Lan,Yueqin Wang,Yang Li,Changzhao Chen,Gang He,Yin Liu
出处
期刊:Separation and Purification Technology [Elsevier BV]
卷期号:354: 128685-128685 被引量:7
标识
DOI:10.1016/j.seppur.2024.128685
摘要

The photocatalytic synthesis of hydrogen peroxide (H2O2) is an environmentally benign and sustainable approach. In this study, we have synthesized a TiO2-x/g-C3N4-x(A-TxCNx) photocatalyst with a Z-scheme heterojunction by introducing oxygen and nitrogen double vacancies through a one-step reduction process. The optimized A-TxCNx catalyst exhibited a superior H2O2 yield of 1131.59 μmol L–1h−1 under visible light, which is 5.85 times greater than that of the A-TCN catalyst. This enhancement is ascribed to the synergistic effects of the oxygen vacancies (Ov) and nitrogen vacancies (Nv) defects, which amplify light absorption, facilitate electron-hole pair separation, and augment the number of active sites on the catalyst surface. Density functional theory (DFT) calculations and energy band analysis were employed to elucidate the photocatalytic mechanism of A-TxCNx, revealing that H2O2 synthesis predominantly occurs through two consecutive reactions enabled by the catalyst's unique electronic structure and defect configuration. This study not only validates the exceptional photocatalytic performance of A-TxCNx but also provides valuable insights for the design and optimization of future photocatalysts aimed at sustainable H2O2 production.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
重度拖延症的可乐妹完成签到,获得积分10
2秒前
乐乐应助火星上的寻双采纳,获得10
3秒前
芬芬完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
852发布了新的文献求助10
5秒前
小屁孩完成签到,获得积分0
5秒前
7sa3o发布了新的文献求助10
6秒前
dyyisash完成签到 ,获得积分10
7秒前
xhy完成签到,获得积分20
8秒前
田様应助erin采纳,获得10
10秒前
Rekyland完成签到,获得积分10
10秒前
binbin发布了新的文献求助10
11秒前
漠漠完成签到,获得积分10
12秒前
jimmy完成签到 ,获得积分10
13秒前
土豆完成签到,获得积分10
13秒前
Owen应助无所吊谓采纳,获得10
14秒前
15秒前
思源应助王也夫采纳,获得10
15秒前
16秒前
binbin完成签到,获得积分10
16秒前
Eleven完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
16秒前
16秒前
7sa3o完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
张银钊发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
HHH应助南宫迎松采纳,获得50
19秒前
精明晓刚发布了新的文献求助10
20秒前
完美世界应助许七安采纳,获得10
21秒前
21秒前
21秒前
22秒前
chenhy完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
22秒前
1461644768完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
高分求助中
【请各位用户详细阅读此贴后再求助】科研通的精品贴汇总(请勿应助) 10000
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Research on Disturbance Rejection Control Algorithm for Aerial Operation Robots 1000
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4044405
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3582228
关于积分的说明 11385859
捐赠科研通 3309287
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1821455
邀请新用户注册赠送积分活动 893767
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815811