Localized Fluorination Triggering Intensified Internal Electric Field and Favored Reaction Thermodynamics in Carbon Nitride Homojunction for Efficient Photocatalytic CO 2 Reduction

同质结 材料科学 氮化碳 动力学 电场 费米能级 光催化 法拉第效率 氮化物 密度泛函理论 二氧化碳电化学还原 化学物理 石墨氮化碳 热传导 半导体 热力学 光电子学 工作(物理) 纳米技术 电极 化学工程 碳纤维 选择性 载流子 还原(数学) 化学动力学 费米能量 电子结构 兴奋剂
作者
Xuehua Wang,Shan Xue,Bingqian Guo,Sheng Wei,Tianyu Shi,Jinfeng Cui,Aili Song,Guicun Li,Lei Wang,Jianfeng Huang,Alan Meng,Zhen-Jiang Li
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adfm.202523883
摘要

Abstract Constructing homojunction holds attractive promise for improving the photocatalytic performance of carbon nitride (g‐C 3 N 4 ), but it remains a great challenge to achieve an efficient conversion toward valuable chemicals. Herein, a local fluorination strategy is presented to improve the internal electric field (IEF) and simultaneously optimize the CO 2 reduction thermodynamics of g‐C 3 N 4 homojunction (FLCN/HCN). It is found that F atoms doping in the low‐crystalline g‐C 3 N 4 (LCN) results in the Fermi level moving away from the conduction band, thus widening the Fermi level gap between F‐doped LCN (FLCN) and high‐crystalline g‐C 3 N 4 (HCN) and contributing to an intensified IEF in FLCN/HCN homojunction, which accelerates the interfacial charge transfer kinetics and achieves the spatial separation of photogenerated carriers. Density functional theory (DFT) calculation reveals that the synergistic interplay between the localized fluorination and homojunction construction decreases the formation energy barrier of * COOH and stabilizes the * CO intermediates, thus favoring the CO 2 reaction thermodynamics and allowing CO 2 to be smoothly reduced to CH 4 . As expected, the integrated FLCN/HCN exhibits a high CH 4 evolution rate of 20.33 µmol·g −1 ·h −1 and selectivity of 100% without adding sacrificial agent and co‐catalyst. This work provides an advanced design strategy for high‐performance homojunction photocatalysts by optimizing the kinetics and thermodynamics synergistically.
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
ding应助惊鸿采纳,获得10
2秒前
共享精神应助hahage采纳,获得50
2秒前
2秒前
2秒前
lll发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
高大翠安发布了新的文献求助10
6秒前
Wang发布了新的文献求助30
6秒前
李爱国应助上山打老虎采纳,获得10
7秒前
爱笑寒松发布了新的文献求助10
9秒前
自己发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
藤藤菜应助灵巧访梦采纳,获得50
12秒前
yts8885发布了新的文献求助10
12秒前
Jack完成签到,获得积分10
13秒前
黑猫发布了新的文献求助10
16秒前
迟雨烟暮发布了新的文献求助20
16秒前
17秒前
lizishu应助韩han采纳,获得10
17秒前
华仔应助韩han采纳,获得10
17秒前
科研通AI2S应助韩han采纳,获得10
17秒前
时尚梦易应助韩han采纳,获得10
17秒前
打打应助韩han采纳,获得30
18秒前
斯文败类应助韩han采纳,获得10
18秒前
Orange应助呆毛采纳,获得10
18秒前
浅蓝色的殇完成签到,获得积分10
18秒前
科研通AI6.4应助642463016采纳,获得10
19秒前
Lucas应助Chamomile采纳,获得30
19秒前
高大翠安完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
安安应助自己采纳,获得10
21秒前
科研通AI6.4应助奇Qi采纳,获得10
22秒前
吴海完成签到 ,获得积分10
24秒前
酷炫秋烟发布了新的文献求助10
26秒前
cdercder应助自己采纳,获得10
26秒前
Hello应助自己采纳,获得10
26秒前
27秒前
yts8885完成签到,获得积分10
29秒前
lll完成签到,获得积分10
30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
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
适配Micro-LED色转换的高兼容性量子点负性光刻胶制备与工艺研究 500
Direct and Iterative Linear System Solvers 500
Vander's Renal Physiology第10版 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 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 7309929
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8926879
关于积分的说明 18920159
捐赠科研通 6972018
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3213059
关于科研通互助平台的介绍 2381440
邀请新用户注册赠送积分活动 2191209