Synergistic Role of Dual Metal (V) and Non‐Metal (N) Doping with Carbon Sensitization in 3D Hierarchical Nb 2 O 5 for Highly Selective Visible‐Light‐Driven CO 2 ‐to‐CH 4 Photoreduction

光催化 材料科学 催化作用 碳纤维 选择性 掺杂剂 可见光谱 纳米花 化学工程 光化学 热液循环 甲烷 纳米技术 金属 过渡金属 钒 无机化学 水热合成 氧化钒 化学 兴奋剂 降级(电信) 能量转换
作者
Fahim A. Qaraah,Samah A. Mahyoub,Mahmoud Sayed,Muhammad Qasim,Abdulwahab Salah,Feng Xin,Turki N. Baroud
出处
期刊:Advanced sustainable systems [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adsu.202501177
摘要

ABSTRACT Photocatalytic CO 2 conversion into energy‐rich fuels offers a sustainable route to address global energy and environmental challenges. However, achieving high activity and selectivity under visible light remains a key limitation. In this study, a 3D hierarchical Nb 2 O 5 nanoflower photocatalyst dual‐doped with vanadium (V), nitrogen (N), and sensitized with carbon (designated NVNBOC) is synthesized via a two‐step hydrothermal process followed by calcination. The incorporation of dual metal and non‐metal dopants, in combination with carbon sensitization, yielded a strong synergistic effect, significantly enhancing both photocatalytic performance and selectivity. Under visible‐light irradiation, the NVNBOC catalyst achieved a remarkable methane (CH 4 ) production rate of 78.32 µmol·g −1 ·h −1 , approximately 12 times higher than that of pristine Nb 2 O 5 , with an outstanding CH 4 selectivity of 97.10%. In‐situ DRIFTS results revealed that the NVNBOC photocatalyst facilitates a stepwise CO 2 reduction pathway, involving key intermediates such as *HCOO − , *CHO, and *CH 3 O, ultimately leading to full CH 4 generation. These findings demonstrate the pivotal role of dual dopant engineering in enhancing light utilization, charge separation, and intermediate stabilization, providing a promising approach for advancing visible‐light‐driven photocatalytic CO 2 reduction toward practical clean energy applications.
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
Dovice发布了新的文献求助10
1秒前
酷波er的应助被edisonzz采纳,获得10
1秒前
1秒前
付一迪完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
顾矜的应助被孙瑞采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
Hello的应助被飞辉灰采纳,获得10
3秒前
YY的应助被芬太尼采纳,获得10
3秒前
aftjh完成签到,获得积分10
4秒前
DreamLly完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
Dovice发布了新的文献求助80
5秒前
Dovice发布了新的文献求助10
5秒前
Dovice发布了新的文献求助10
5秒前
Dovice发布了新的文献求助80
5秒前
Dovice发布了新的文献求助80
5秒前
5秒前
AM发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
6秒前
小蘑菇的应助被朴实的契采纳,获得10
7秒前
7秒前
Dovice发布了新的文献求助10
7秒前
Dovice发布了新的文献求助10
7秒前
Dovice发布了新的文献求助10
8秒前
Dovice发布了新的文献求助10
8秒前
Dovice发布了新的文献求助10
8秒前
scimaker发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
金开完成签到,获得积分10
9秒前
快乐市民小张张完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
lihuachi发布了新的文献求助20
11秒前
Dovice发布了新的文献求助10
11秒前
Dovice发布了新的文献求助10
11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
Linear Model and Extensions 5000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 1000
Электротехническая система магнитожидкостной герметизации валов регулируемых электродвигателей 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre 666
Guidelines for fracture-safe and fatigue-reliable design of steel structures 600
The Basics of Practical Optimization, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7983409
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9443707
关于积分的说明 21087270
捐赠科研通 7558251
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3376523
关于科研通互助平台的介绍 2510687
邀请新用户注册赠送积分活动 2409766