Hybridization-Driven Introduction of Anion Vacancies to Boost the Photocatalytic Nitrogen Fixation Functionality of Low-Lattice-Energy Nanosheets

光催化 离子 材料科学 氮气 固氮 格子(音乐) 纳米技术 化学物理 化学工程 光化学 催化作用 化学 物理 有机化学 声学 工程类
作者
Taehoon Kim,Min Jae Kang,Nam Hee Kwon,Yoon Chang Hong,Xiaoyan Jin,Minho Kim,Seong‐Ju Hwang
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:19 (32): 29798-29812 被引量:12
标识
DOI:10.1021/acsnano.5c11160
摘要

Defect engineering has attracted considerable research interest owing to its effectiveness in optimizing the catalytic performance of inorganic solids. Herein, we develop a hybridization-assisted defect control approach to fabricate efficient visible-light-active photocatalysts comprising low-lattice-energy nanosheets via a synergetic combination of hybridization and defect engineering. The hybridization between Cu–Cr-layered double hydroxide (Cu–Cr-LDH) and g-C 3 N 4 nanosheets having relatively low lattice energies effectively increases the defect concentration and improves photocatalyst performance for the visible-light-driven N 2 reduction reaction (NRR). Using defect-introduced holey g-C 3 N 4 nanosheets as building blocks further reinforces the interfacial interaction with the hybridized Cu–Cr-LDH nanosheets, producing additional crystal defects. The defective g-C 3 N 4 –Cu–Cr-LDH nanohybrid exhibits exceptional NRR activity showing an outstanding NH 4 + formation rate of 1.45 mmol h –1 g cat –1 and one of the best NRR catalytic performances among the recently reported LDH-based photocatalysts. Combined in situ spectroscopic analysis and theoretical calculation reveal that the reinforced coupling with vacancy-introduced g-C 3 N 4 nanosheets effectively improves the photocatalytic activity and stability of Cu–Cr-LDH via the facilitation of the associative reaction pathway. The high efficacy of hybridization-assisted defect control for efficient generation of photocatalysts is attributable to the mutual enhancement of defect concentration and interfacial interaction, which improves N 2 adsorption/activation, light absorption, and charge transport properties and prevents the recombination of electron–hole pairs.
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
科研包发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
zhoumo完成签到,获得积分10
1秒前
miyana发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
wqh发布了新的文献求助10
3秒前
Autoimmune发布了新的文献求助10
3秒前
bonneenee发布了新的文献求助100
3秒前
4秒前
小二郎应助skrpaul采纳,获得10
5秒前
5秒前
5秒前
美妮发布了新的文献求助10
5秒前
顺遂完成签到,获得积分20
6秒前
韩豆豆发布了新的文献求助10
6秒前
有魅力的香芦完成签到,获得积分10
6秒前
潘岩发布了新的文献求助10
8秒前
顺遂发布了新的文献求助10
9秒前
我是老大应助Lutras采纳,获得10
10秒前
rrr应助miyana采纳,获得10
11秒前
叶叶叶叶发布了新的文献求助10
12秒前
pan完成签到,获得积分20
13秒前
美妮完成签到,获得积分10
13秒前
积极的荔枝完成签到,获得积分20
13秒前
传奇3应助人畅采纳,获得10
13秒前
13秒前
激动的萧发布了新的文献求助10
14秒前
科研通AI6.4应助鱼仔采纳,获得10
15秒前
刘小猪主人完成签到 ,获得积分10
15秒前
整齐志泽完成签到 ,获得积分10
16秒前
打打应助木子采纳,获得10
17秒前
小二郎应助韩豆豆采纳,获得10
17秒前
21秒前
天天快乐应助吴兰田采纳,获得20
22秒前
22秒前
22秒前
22秒前
香蕉觅云应助悲凉的毒娘采纳,获得10
23秒前
24秒前
25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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7740600
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9289208
关于积分的说明 20194548
捐赠科研通 7318799
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3306487
关于科研通互助平台的介绍 2458764
邀请新用户注册赠送积分活动 2316612