Unlocking Copper-Free Interfacial Asymmetric C–C Coupling for Ethylene Photosynthesis from CO 2 and H 2 O

化学 乙烯 铜 联轴节(管道) 光合作用 有机化学 冶金 催化作用 生物化学 材料科学
作者
Wentao Song,Cheng Wang,Yong Liu,Kok Chan Chong,Xinyue Zhang,Tie Wang,Yuanming Zhang,Bowen Li,Jianwu Tian,Xianhe Zhang,Xinyun Wang,Bingqing Yao,Xi Wang,Yukun Xiao,Yingfang Yao,Xianwen Mao,Qian He,Zhiqun Lin,Zhigang Zou,Bin Liu
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:146 (42): 29028-29039 被引量:96
标识
DOI:10.1021/jacs.4c10023
摘要

Solar-driven carbon dioxide (CO 2 ) reduction into C 2+ products such as ethylene represents an enticing route toward achieving carbon neutrality. However, due to sluggish electron transfer and intricate C–C coupling, it remains challenging to achieve highly efficient and selective ethylene production from CO 2 and H 2 O beyond capitalizing on Cu-based catalysts. Herein, we report a judicious design to attain asymmetric C–C coupling through interfacial defect-rendered tandem catalytic centers within a sulfur-vacancy-rich MoS x /Fe 2 O 3 photocatalyst sheet, enabling a robust CO 2 photoreduction to ethylene without the need for copper, noble metals, and sacrificial agents. Specifically, interfacial S vacancies induce adjacent under-coordinated S atoms to form Fe–S bonds as a rapid electron-transfer pathway for yielding a Z-scheme band alignment. Moreover, these S vacancies further modulate the strong coupling interaction to generate a nitrogenase-analogous Mo–Fe heteronuclear unit and induce the upward shift of the d-band center. This bioinspired interface structure effectively suppresses electrostatic repulsion between neighboring *CO and *COH intermediates via d-p hybridization, ultimately facilitating an asymmetric C–C coupling to achieve a remarkable solar-to-chemical efficiency of 0.565% with a superior selectivity of 84.9% for ethylene production. Further strengthened by MoS x /WO 3, our design unveils a promising platform for optimizing interfacial electron transfer and offers a new option for C 2+ synthesis from CO 2 and H 2 O using copper-free and noble metal-free catalysts.
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
刚刚
我很开心完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
1秒前
阳光海豚完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
壮观的灵凡完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
CipherSage的应助被樱桃小完犊子采纳,获得10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
巧乐兹完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
molvguang完成签到,获得积分10
4秒前
冷静成败完成签到,获得积分10
5秒前
YANG关注了科研通微信公众号
5秒前
Nhannguyen完成签到,获得积分20
5秒前
渔婆发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
无极微光的应助被槑槑采纳,获得20
7秒前
7秒前
维时发布了新的文献求助10
7秒前
迷人小张发布了新的文献求助10
7秒前
8R60d8的应助被AAA雷霆大咕嘎采纳,获得10
8秒前
赘婿的应助被che采纳,获得10
8秒前
8秒前
Angel发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
9秒前
自然的衫完成签到 ,获得积分0
9秒前
甜道长发布了新的文献求助10
9秒前
香蕉觅云的应助被777采纳,获得10
10秒前
Lucas的应助被星期日不上发条采纳,获得10
11秒前
zzy发布了新的文献求助30
11秒前
高敏发布了新的文献求助10
11秒前
羊咩咩完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
Chen完成签到,获得积分10
12秒前
xiami发布了新的文献求助10
12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
Energie-Contracting 1500
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
二维钙钛矿人工光电突触的可塑性及应用的研究 500
Topological Photonics: Fundamentals and Applications 500
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 8095026
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9506501
关于积分的说明 21454828
捐赠科研通 7668799
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3406152
关于科研通互助平台的介绍 2534188
邀请新用户注册赠送积分活动 2445525