Why Does Single-Atom Photocatalysis Work Better Than Conventional Photocatalysis? A Study on Ultrafast Excited Carrier and Structure Dynamics

光催化 激发态 Atom(片上系统) 化学物理 密度泛函理论 材料科学 光化学 电子结构 载流子 基质(水族馆) 超短脉冲 半导体 化学 光电子学 原子物理学 计算化学 催化作用 物理 光学 嵌入式系统 地质学 海洋学 生物化学 激光器 计算机科学
作者
Zhe Xu,Yimin Zhang,Ziyu Wang,Daqiang Chen,Peiwei You,Shunfang Li,Haizhong Guo,Sheng Meng
出处
期刊:Nano Letters [American Chemical Society]
卷期号:23 (9): 4023-4031 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acs.nanolett.3c00810
摘要

With the introduction of single atoms in photocatalysis, a small change in the electronic and geometric structure of the substrate can result in higher energy conversion efficiency, whereas the underlying microscopic dynamics are rarely illustrated. Here, employing real-time time-dependent density functional theory, we explore the ultrafast electronic and structural dynamics of single-atom photocatalysts (SAPCs) in water splitting at the microscopic scale. The results demonstrate that a single-atom Pt loaded on graphitic carbon nitride greatly promotes photogenerated carriers compared to traditional photocatalysts, and effectively separates the excited electrons from holes, prolonging the lifetime of the excited carriers. The flexible oxidation state (Pt2+, Pt0, or Pt3+) renders the single atom as an active site to adsorb the reactant and to catalyze the reactions as a charge transfer bridge at different stages during the photoreaction process. Our results offer deep insights into the single-atom photocatalytic reactions and benefit the design of high-efficiency SAPCs.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
沉默洋葱完成签到,获得积分10
1秒前
王婷完成签到,获得积分10
2秒前
支初晴完成签到 ,获得积分10
5秒前
开心发布了新的文献求助10
6秒前
Philo完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
du完成签到 ,获得积分10
8秒前
wallacetan完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
小小发布了新的文献求助10
11秒前
默默完成签到 ,获得积分10
11秒前
Lucas应助alai采纳,获得10
12秒前
回笼觉教主完成签到 ,获得积分10
12秒前
勤劳曼寒完成签到,获得积分10
13秒前
Lucas应助英勇羿采纳,获得10
15秒前
16秒前
17秒前
19秒前
深情安青应助高鹏采纳,获得10
19秒前
斯文败类应助布丁采纳,获得10
20秒前
慕青应助小小采纳,获得10
21秒前
bedrock发布了新的文献求助10
22秒前
从容雨筠完成签到,获得积分10
24秒前
天真的万声完成签到,获得积分10
24秒前
25秒前
青辞198完成签到 ,获得积分10
25秒前
罗布林卡给flyfish的求助进行了留言
26秒前
lpw完成签到 ,获得积分10
26秒前
27秒前
小小完成签到,获得积分10
28秒前
小敷衍发布了新的文献求助10
30秒前
高鹏发布了新的文献求助10
31秒前
奋斗访天完成签到,获得积分10
32秒前
灵巧白安完成签到 ,获得积分10
34秒前
菠萝橙子完成签到,获得积分10
35秒前
huazi应助科研通管家采纳,获得10
35秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
35秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
35秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
35秒前
方非笑应助科研通管家采纳,获得10
35秒前
高分求助中
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
Plesiosaur extinction cycles; events that mark the beginning, middle and end of the Cretaceous 800
Recherches Ethnographiques sue les Yao dans la Chine du Sud 500
Two-sample Mendelian randomization analysis reveals causal relationships between blood lipids and venous thromboembolism 500
Chinese-English Translation Lexicon Version 3.0 500
Wisdom, Gods and Literature Studies in Assyriology in Honour of W. G. Lambert 400
薩提亞模式團體方案對青年情侶輔導效果之研究 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2391777
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2096637
关于积分的说明 5281732
捐赠科研通 1824191
什么是DOI,文献DOI怎么找? 909782
版权声明 559864
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 486146