A photocatalytic redox cycle over a polyimide catalyst drives efficient solar-to-H2O2 conversion

聚酰亚胺 气凝胶 催化作用 量子产额 光催化 材料科学 氧化还原 光激发 吸附 产量(工程) 量子效率 氧气 能量转换效率 析氧 光电子学 光化学 纳米技术 化学 电化学 无机化学 电极 有机化学 物理化学 图层(电子) 冶金 物理 量子力学 核物理学 荧光 激发态
作者
Wenwen Chi,Yuming Dong,Bing Liu,Chengsi Pan,Jiawei Zhang,Hui Zhao,Yongfa Zhu,Zeyu Liu
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:15 (1): 5316-5316 被引量:98
标识
DOI:10.1038/s41467-024-49663-6
摘要

Abstract Circumventing the conventional two-electron oxygen reduction pathway remains a great problem in enhancing the efficiency of H 2 O 2 photosynthesis. A promising approach to achieve outstanding photocatalytic activity involves the utilization of redox intermediates. Here, we engineer a polyimide aerogel photocatalyst with photoreductive carbonyl groups for non-sacrificial H 2 O 2 production. Under photoexcitation, carbonyl groups on the photocatalyst surface are reduced, forming an anion radical intermediate. The produced intermediate is oxidized by O 2 to produce H 2 O 2 and subsequently restores the carbonyl group. The high catalytic efficiency is ascribed to a photocatalytic redox cycle mediated by the radical anion, which not only promotes oxygen adsorption but also lowers the energy barrier of O 2 reduction reaction for H 2 O 2 generation. An apparent quantum yield of 14.28% at 420 ± 10 nm with a solar-to-chemical conversion efficiency of 0.92% is achieved. Moreover, we demonstrate that a mere 0.5 m 2 self-supported polyimide aerogel exposed to natural sunlight for 6 h yields significant H 2 O 2 production of 34.3 mmol m −2 .
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
1秒前
饱满黎昕关注了科研通微信公众号
1秒前
2秒前
迷路的萃完成签到 ,获得积分10
2秒前
在水一方应助sunshitao采纳,获得10
4秒前
小蘑菇应助sunshitao采纳,获得10
4秒前
所所应助sunshitao采纳,获得10
4秒前
搜集达人应助sunshitao采纳,获得10
4秒前
Lucas应助sunshitao采纳,获得10
4秒前
大个应助sunshitao采纳,获得10
4秒前
慕青应助sunshitao采纳,获得10
4秒前
赘婿应助sunshitao采纳,获得10
4秒前
英姑应助sunshitao采纳,获得10
4秒前
4秒前
tinydog发布了新的文献求助10
5秒前
小青椒应助Lee采纳,获得30
5秒前
大个应助Lee采纳,获得30
5秒前
浮游应助zzzdx采纳,获得10
5秒前
xianbei完成签到,获得积分10
6秒前
天天快乐应助豆子采纳,获得10
8秒前
大哥爱发文章完成签到,获得积分20
8秒前
优美的达发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
Owen应助sunshitao采纳,获得10
10秒前
在水一方应助sunshitao采纳,获得10
10秒前
Ava应助sunshitao采纳,获得10
10秒前
田様应助sunshitao采纳,获得10
10秒前
深情安青应助sunshitao采纳,获得10
10秒前
ZZK发布了新的文献求助10
10秒前
丘比特应助sunshitao采纳,获得10
10秒前
情怀应助sunshitao采纳,获得10
11秒前
邪恶板凳发布了新的文献求助20
11秒前
华仔应助sunshitao采纳,获得10
11秒前
orixero应助sunshitao采纳,获得30
11秒前
今后应助sunshitao采纳,获得10
11秒前
11秒前
潇洒的烙完成签到 ,获得积分10
11秒前
ID8发布了新的文献求助10
12秒前
14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
HIGH DYNAMIC RANGE CMOS IMAGE SENSORS FOR LOW LIGHT APPLICATIONS 1500
Bandwidth Choice for Bias Estimators in Dynamic Nonlinear Panel Models 1000
Constitutional and Administrative Law 1000
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.). Frederic G. Reamer 800
Holistic Discourse Analysis 600
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
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 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5354701
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4486753
关于积分的说明 13967752
捐赠科研通 4387338
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2410339
邀请新用户注册赠送积分活动 1402728
关于科研通互助平台的介绍 1376552