Simultaneously Tuning Charge Separation and Oxygen Reduction Pathway on Graphitic Carbon Nitride by Polyethylenimine for Boosted Photocatalytic Hydrogen Peroxide Production

聚乙烯亚胺 石墨氮化碳 光催化 选择性 化学工程 过氧化氢 光化学 密度泛函理论 材料科学 氮化碳 分子 催化作用 化学 有机化学 计算化学 基因 生物化学 工程类 转染
作者
Xiangkang Zeng,Yue Liu,Yuan Kang,Qinye Li,Yun Xia,Yinlong Zhu,Huilin Hou,Md Hemayet Uddin,Thomas R. Gengenbach,Dehua Xia,Chenghua Sun,David McCarthy,Ana Deletić,Jiaguo Yu,Xiwang Zhang
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:10 (6): 3697-3706 被引量:446
标识
DOI:10.1021/acscatal.9b05247
摘要

The synthesis of hydrogen peroxide (H2O2) from H2O and O2 by metal-free photocatalysts (e.g., graphitic carbon nitride, C3N4) is a potentially promising approach to generate H2O2. However, the photocatalytic H2O2 generation activity of the pristine C3N4 in pure H2O is poor due to unpropitious rapid charge recombination and unfavorable selectivity. Herein, we report a facile method to boost the photocatalytic H2O2 production by grafting cationic polyethylenimine (PEI) molecules onto C3N4. Experimental results and density functional theory (DFT) calculations demonstrate PEI can tune the local electronic environment of C3N4. The unique intermolecular electronic interaction in PEI/C3N4 not only improves the electron-hole separation but also promotes the two-electron O2 reduction to H2O2 via the sequential two-step single-electron reduction route. With the synergy of improved charge separation and high selectivity of two-electron O2 reduction, PEI/C3N4 exhibits an unexpectedly high H2O2 generation activity of 208.1 μmol g-1 h-1, which is 25-fold higher than that of pristine C3N4. This study establishes a paradigm of tuning the electronic property of C3N4 via functional molecules for boosted photocatalysis activity and selectivity.
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
Atlantis完成签到,获得积分10
1秒前
tangzanwayne完成签到,获得积分10
1秒前
开心德天完成签到,获得积分10
1秒前
洁净的天德完成签到,获得积分10
2秒前
未央完成签到,获得积分10
3秒前
Gavin完成签到,获得积分10
3秒前
虚幻绿兰完成签到,获得积分10
4秒前
chenzhuod完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
34101127完成签到,获得积分10
6秒前
liqingquan完成签到,获得积分10
6秒前
cistronic完成签到,获得积分10
6秒前
王高兴完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
Atlantis完成签到,获得积分10
7秒前
哒哒哒完成签到 ,获得积分10
8秒前
panda完成签到,获得积分10
8秒前
木子也是李完成签到,获得积分10
8秒前
summer完成签到,获得积分10
9秒前
灵寒完成签到 ,获得积分10
10秒前
可乐完成签到 ,获得积分10
11秒前
小凤完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
雪白访风完成签到,获得积分10
12秒前
阿尔治完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
1234@完成签到 ,获得积分10
14秒前
研友_VZGzan完成签到 ,获得积分10
15秒前
白华苍松完成签到,获得积分10
16秒前
自信的冬日完成签到,获得积分10
17秒前
聪明蘑菇完成签到 ,获得积分10
18秒前
Once完成签到,获得积分10
19秒前
不如看海完成签到 ,获得积分10
19秒前
十月发布了新的文献求助10
19秒前
hzauhzau完成签到,获得积分10
20秒前
阔达的背包完成签到 ,获得积分10
20秒前
23秒前
诚心的振家完成签到,获得积分10
23秒前
Justtry完成签到,获得积分10
25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
晶种分解过程与铝酸钠溶液混合强度关系的探讨 8888
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6428129
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8244794
关于积分的说明 17528787
捐赠科研通 5483646
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2895200
邀请新用户注册赠送积分活动 1871398
关于科研通互助平台的介绍 1710597