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
pwang_lixin完成签到,获得积分10
3秒前
云卷云舒完成签到 ,获得积分10
4秒前
wonwojo完成签到 ,获得积分10
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
lxy2002完成签到 ,获得积分10
6秒前
温婉的水绿完成签到 ,获得积分10
7秒前
清脆初晴完成签到,获得积分10
7秒前
pwang_ecust完成签到,获得积分10
13秒前
yurunxintian完成签到,获得积分10
13秒前
YYY完成签到,获得积分10
14秒前
666完成签到 ,获得积分10
19秒前
甲基醚完成签到 ,获得积分10
20秒前
兰天发布了新的文献求助100
21秒前
朴实寻琴完成签到 ,获得积分10
21秒前
虚幻沛文完成签到 ,获得积分10
25秒前
28秒前
28秒前
29秒前
HoHo完成签到 ,获得积分10
29秒前
庄怀逸完成签到 ,获得积分10
30秒前
852应助古炮采纳,获得10
31秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
34秒前
德行天下完成签到,获得积分10
35秒前
36秒前
43秒前
蝉鸣完成签到,获得积分10
44秒前
沙克几十块完成签到,获得积分10
46秒前
swordshine完成签到,获得积分10
47秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
53秒前
dongdong完成签到 ,获得积分10
53秒前
听风完成签到,获得积分20
54秒前
56秒前
莴苣完成签到,获得积分10
56秒前
xiaofeixia完成签到 ,获得积分10
58秒前
种子完成签到 ,获得积分10
59秒前
sifan完成签到 ,获得积分10
59秒前
务实完成签到 ,获得积分10
1分钟前
会飞的小猪完成签到,获得积分0
1分钟前
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】请使用合适的网盘上传文件 10000
The Oxford Encyclopedia of the History of Modern Psychology 1500
Green Star Japan: Esperanto and the International Language Question, 1880–1945 800
Sentimental Republic: Chinese Intellectuals and the Maoist Past 800
The Martian climate revisited: atmosphere and environment of a desert planet 800
Parametric Random Vibration 800
城市流域产汇流机理及其驱动要素研究—以北京市为例 500
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3862505
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3405017
关于积分的说明 10642252
捐赠科研通 3128245
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1725257
邀请新用户注册赠送积分活动 830852
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 779454