Defective Poly(Heptazine Imide) Nanosheets for Efficient One‐Step Two‐Electron Photocatalytic O2 Reduction to Medical‐like H2O2

酰亚胺 光催化 化学 还原(数学) 材料科学 一步到位 光化学 化学工程 高分子化学 催化作用 有机化学 几何学 数学 工程类
作者
Laiyu Luo,Qinglong Wu,Siyu Wang,Haojie Song,Jiaqi Li,Liping Zhang,Qun Zhang,Yuanxing Fang,Baojiang Jiang,Xinchen Wang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
标识
DOI:10.1002/ange.202507415
摘要

Poly(heptazine imide) (PHI) is a promising photocatalyst for H2O2 production; however, enhancing its specific surface area to expose internal active sites and understanding their roles in key mechanistic steps for the H2O2 synthesis remain challenging. Here, we utilized organic cations to exfoliate bulk PHI and fabricate PHI nanosheets for producing H2O2 at a rate of 27.35 mmol g‐1 h‐1 under simulated solar light irradiation, outperforming most of the reported carbon nitride‐based catalysts. Importantly, after 36 hours of cyclic accumulation reactions in a self‐created spiral flow reactor, the H2O2 concentration stabilized at 2.7 wt.%, close to medical sterilization levels. In‐situ spectroscopic characterizations and density functional theory calculations revealed that the exfoliation results in molecular reconfiguration of the PHI basal planes, forming the active sites to promote charge separation and electron localization. This new structure also creates midgap states, enabling direct H2O2 production via a one‐step two‐electron pathway, bypassing the superoxide radical pathway. Theoretical calculations suggested that the localized electron structure created by the active sites favors the protonation of adsorbed O2 and stabilizes the *OOH species, which converts to H2O2. This study elucidates underscores the importance of active‐site reconfiguration for efficient photocatalytic oxygen reduction reaction (ORR) pathways.
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
zf完成签到,获得积分10
5秒前
zzz发布了新的文献求助10
5秒前
徐xu发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
600关闭了600文献求助
8秒前
8秒前
积极的睫毛完成签到,获得积分10
10秒前
乐乐应助Jing采纳,获得10
10秒前
10秒前
Yanchen完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
12秒前
jxwe完成签到 ,获得积分10
12秒前
23完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
sixlla发布了新的文献求助30
13秒前
wanci应助slforest采纳,获得10
13秒前
13秒前
超帅的谷蓝完成签到,获得积分10
13秒前
隼叶发布了新的文献求助10
15秒前
隐形曼青应助东东采纳,获得10
16秒前
ctttt发布了新的文献求助10
16秒前
钟zhong完成签到 ,获得积分10
17秒前
西西131401发布了新的文献求助10
17秒前
曾无忧发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
tangrzh发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
18秒前
19秒前
完美世界应助adydcm采纳,获得10
20秒前
20秒前
徐xu完成签到,获得积分10
20秒前
隐形的雪卉完成签到,获得积分10
21秒前
快乐的小蘑菇完成签到 ,获得积分10
21秒前
22秒前
22秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 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
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
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 7295367
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8913817
关于积分的说明 18873827
捐赠科研通 6961609
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3210209
关于科研通互助平台的介绍 2379497
邀请新用户注册赠送积分活动 2186486