dz2 Band Links Frontier Orbitals and Charge Carrier Dynamics of Single-Atom Cocatalyst-Aided Photocatalytic H2 Production

化学 原子轨道 光催化 价(化学) Atom(片上系统) 分子轨道 催化作用 原子物理学 离解(化学) 结晶学 化学物理 光化学 电子 物理化学 分子 物理 量子力学 嵌入式系统 生物化学 有机化学 计算机科学
作者
Yiwei Fu,Kejian Lu,Anlan Hu,Jie Huang,Liejin Guo,Jian Zhou,Jin Zhao,Oleg V. Prezhdo,Maochang Liu
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:145 (51): 28166-28175 被引量:28
标识
DOI:10.1021/jacs.3c10661
摘要

The Cu single-atom catalyst (SAC) supported on TiO2 exhibits outstanding efficacy in photocatalytic hydrogen evolution. The precise operational mechanism remains a subject of ongoing debate. The focus resides with the interplay linking heightened catalytic activity, dynamic valence state alterations of Cu atoms, and their hybridization with H2O orbitals, manifested in catalyst color changes. Taking anatase TiO2 (101) as a prototypical surface, we perform ab initio quantum dynamics simulation to reveal that the high activity of the Cu-SAC is due to the quasi-planar coordination structure of the Cu atom after H2O adsorption, allowing it to trap photoexcited hot electrons and inject them into the hybridized orbital between Cu and H2O. The observed alterations in the valence state and the coloration can be attributed to the H atom released during H2O dissociation and adsorbed onto the lattice O atom neighboring the Cu-SAC. Notably, this adsorption of H atoms puts the Cu-SAC into an inert state, as opposed to an activating effect reported previously. Our work clarifies the relationship between the high photocatalytic activity and the local dynamic atomic coordination structure, providing atomistic insights into the structural changes occurring during photocatalytic reactions on SACs.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
默茗发布了新的文献求助10
刚刚
2秒前
朴素采文发布了新的文献求助10
2秒前
ran发布了新的文献求助10
2秒前
蒋芳华发布了新的文献求助10
4秒前
6秒前
刘露完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
黄鸿祥发布了新的文献求助10
7秒前
默茗完成签到,获得积分10
8秒前
赘婿应助李嘉图采纳,获得10
9秒前
浮游应助努力采纳,获得10
9秒前
魁梧的冰菱完成签到 ,获得积分10
9秒前
幸运花花完成签到,获得积分10
10秒前
科研通AI5应助韦广阔采纳,获得10
10秒前
11秒前
000v000发布了新的文献求助10
11秒前
李栖迟完成签到 ,获得积分10
11秒前
12秒前
隐形的夏云完成签到,获得积分10
12秒前
学医的小胖子完成签到 ,获得积分10
13秒前
领导范儿应助葡萄树采纳,获得10
13秒前
cherry完成签到,获得积分10
14秒前
无心发布了新的文献求助10
15秒前
爆米花应助徐杰采纳,获得10
15秒前
15秒前
16秒前
16秒前
华仔应助火龙果采纳,获得10
16秒前
科研小白完成签到,获得积分10
16秒前
酷波er应助了尘采纳,获得10
17秒前
蒋芳华完成签到,获得积分10
18秒前
科目三应助辛勤小鸽子采纳,获得10
18秒前
18秒前
wanjingwan发布了新的文献求助10
18秒前
酷波er应助懒癌晚期采纳,获得10
19秒前
19秒前
20秒前
20秒前
ding应助junjun采纳,获得30
20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
Pipeline and riser loss of containment 2001 - 2020 (PARLOC 2020) 1000
Comparing natural with chemical additive production 500
Machine Learning in Chemistry 500
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 500
A Manual for the Identification of Plant Seeds and Fruits : Second revised edition 500
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.) 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5196657
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4378232
关于积分的说明 13635659
捐赠科研通 4233741
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2322414
邀请新用户注册赠送积分活动 1320532
关于科研通互助平台的介绍 1270952