Facet Engineering of CdS/Bi 2 S 3 Heterojunction Photocatalysts for High‐Rate, Ultraselective CH 4 Production from Acetic Acid

异质结 光催化 吸附 醋酸 光化学 化学 面(心理学) 选择性 电子转移 分子 材料科学 纳米晶 离解(化学) 甲烷 电子供体 化学工程 电子 无机化学 半导体 纳米技术 光谱学 催化作用
作者
Tengyu Liu,Jinshu Huang,Qizhi Luo,Shunmugavel Saravanamurugan,Adam Fraser Lee,Hu Li
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:138 (8) 被引量:2
标识
DOI:10.1002/ange.202524749
摘要

Abstract Photocatalytic upcycling of organic molecules to methane is challenging due to the requisite multi‐electron transfers and competing formation of CO and H 2 . Here, we demonstrate the tunable production of CO or CH 4 by the photocatalytic reforming of acetic acid over Z‐scheme Bi 2 S 3 /CdS semiconductors. Electron transport and the adsorption of reactively‐formed * CO over (101) facets of the CdS component favours a mixture of CH 4 (1741 µmol·g cat −1 ·h −1 ) and CO (1659 µmol·g cat −1 ·h −1 ), whereas the (100) facet promotes 99% selectivity to CH 4 (3024 µmol·g cat −1 ·h −1 ) outperforming state‐of‐the‐art photocatalysts for CO 2 reduction. In situ spectroscopy and quantum chemical calculations reveal electron delocalisation across (101) Cd‐sites weakens * CO adsorption, while a decrease in the energy of the d‐band centre and charge localisation at (100) Cd‐sites strengthens * CO adsorption and lowers the energy barrier to its hydrogenation. Photoexcited holes at Bi‐sites in Bi 2 S 3 promote C‐C cleavage of acetic acid to * CH 3 and * CO 2 − intermediates, with the latter undergoing reduction to * CO over CdS. Shallow trap states in (100) facets promote migration of photoexcited electrons to surface intermediates with concomitant proton‐coupled electron transfer exclusively forming CH 4 . Deep trap states in (101) facets favour * CO desorption. Facet engineering of Z‐scheme heterojunction photocatalysts offers facile control of product selectivity.
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
完美世界的应助被得财采纳,获得10
刚刚
xx2026发布了新的文献求助10
1秒前
强子完成签到,获得积分10
1秒前
orixero的应助被Hello采纳,获得10
2秒前
3秒前
FH001发布了新的文献求助10
4秒前
aaaa的应助被twx采纳,获得30
4秒前
4秒前
轻松鸿涛完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
完美世界的应助被111采纳,获得10
6秒前
7秒前
温婉的你完成签到,获得积分10
7秒前
吃葡萄不吐葡萄皮的应助被Lea采纳,获得10
8秒前
远航发布了新的文献求助10
9秒前
甜美柏柳发布了新的文献求助10
10秒前
陌上人发布了新的文献求助10
10秒前
田様的应助被LLL采纳,获得10
11秒前
cAMP发布了新的文献求助10
11秒前
Maestro_S的应助被variant采纳,获得10
11秒前
11秒前
行则将至发布了新的文献求助10
12秒前
陈欣怡发布了新的文献求助10
12秒前
Ava的应助被xiekangjia采纳,获得30
13秒前
虚心孤容发布了新的文献求助10
13秒前
淘米完成签到,获得积分20
14秒前
xixixi完成签到 ,获得积分10
14秒前
molihuakai的应助被CBY采纳,获得10
15秒前
16秒前
sheryy发布了新的文献求助10
16秒前
秀丽的忆南完成签到,获得积分10
16秒前
LLLLLLLLL完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
19秒前
19秒前
111发布了新的文献求助10
20秒前
LLL完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
21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
RNA结合蛋白调控丝状真菌次级代谢的分子机制及功能研究 2000
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1080
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Critical Psychology 600
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
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 8145361
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9544375
关于积分的说明 21662291
捐赠科研通 7731340
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3422652
关于科研通互助平台的介绍 2547740
邀请新用户注册赠送积分活动 2465466