Molecular-level insight into photocatalytic reduction of N2 over Ruthenium single atom modified TiO2 by electronic Metal-support interaction

光催化 金属 电子转移 吸附 光化学 Atom(片上系统) 惰性 化学 氮气 催化作用 材料科学 纳米技术 物理化学 有机化学 嵌入式系统 计算机科学
作者
Guangmin Ren,Meng Shi,Sitong Liu,Zizhen Li,Zisheng Zhang,Xiangchao Meng
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:454: 140158-140158 被引量:52
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.140158
摘要

The sustainable production of NH3 by fixing N2 under mild conditions via photocatalysis is fascinating compared to current industrial processes operated at critical conditions. However, the inert N2 is extremely difficult to adsorb and activate. And the transfer of photogenerated electrons to the NN bond is energetically challengeable. Herein, we presented a photocatalyst designed based on electronic metal-support interactions (EMSI), which proved to be a reliable strategy for improving the photocatalytic N2 fixation performance. The introduction of Ru single atoms into TiO2 by a molten salt method can stabilize the oxygen vacancies, thus achieving an ammonia yield rate of 18.9 μmol·g−1·h−1 under mild conditions without any sacrificial agent due to the significant enhancement of EMSI. The combination of experimental results with first-principles simulations confirmed that the EMSI can tune the local atomic structure and accelerate the transfer of photogenerated carriers between Ru single atoms and TiO2 carriers, thus effectively enhancing photocatalytic N2 reduction activity. Additionally, the alternating pathway is more favored route for NH3 formation on the optimized single atom Ru/TiO2. Our atomic-level design and mechanistic studies provided a new reference for efficiently photocatalytic nitrogen fixation.
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
香蕉觅云应助dnmd采纳,获得10
刚刚
Rainey发布了新的文献求助20
2秒前
3秒前
所所应助洛希极限采纳,获得10
6秒前
Linda完成签到,获得积分10
6秒前
heheha发布了新的文献求助10
6秒前
程住气完成签到 ,获得积分10
8秒前
10秒前
10秒前
wenjing发布了新的文献求助10
15秒前
山鬼关注了科研通微信公众号
16秒前
田様应助堪如南采纳,获得10
18秒前
JD完成签到 ,获得积分10
19秒前
华桦子完成签到 ,获得积分10
20秒前
22秒前
dh完成签到,获得积分10
23秒前
琥斛发布了新的文献求助10
24秒前
jason完成签到 ,获得积分10
24秒前
27秒前
发条橙完成签到,获得积分10
27秒前
whh发布了新的文献求助10
28秒前
30秒前
30秒前
堪如南完成签到,获得积分10
32秒前
dnmd发布了新的文献求助10
33秒前
33秒前
35秒前
wenjing完成签到,获得积分10
35秒前
35秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
36秒前
害羞便当发布了新的文献求助10
36秒前
36秒前
大个应助whh采纳,获得10
36秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
36秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
36秒前
36秒前
36秒前
36秒前
36秒前
堪如南发布了新的文献求助10
37秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
Mixing the elements of mass customisation 300
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 300
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 3780078
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3325423
关于积分的说明 10223034
捐赠科研通 3040585
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1668935
邀请新用户注册赠送积分活动 798857
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758614