Cu 2 O modified ultrathin TiO 2 nanosheets optimizes *COOH formation energy for highly selective photocatalytic CO 2 -to-CH 4 conversion

光催化 材料科学 纳米技术 化学工程 能量转换 催化作用 化学 物理 有机化学 热力学 工程类
作者
Junying Wang,Wenjiao Chang,Tingting Wu,Lei Wang
出处
期刊:Nano Research [Springer Science+Business Media]
卷期号:18 (12): 94908112-94908112 被引量:5
标识
DOI:10.26599/nr.2025.94908112
摘要

Photocatalytic CO2 reduction to produce valuable chemicals is a promising strategy to address environmental issues and energy crisis. However, achieving high efficiency and selectivity for converting CO2 into higher-energy CH4 remains challenging due to the competitive two-electron reduction pathway producing CO. In this study, Cu2O clusters were strongly anchored onto ultrathin TiO2 nanosheets (Cu(I)-TiO2) using a simple photo-deposition method. Compared to pure TiO2, Cu(I)-TiO2 samples exhibited a significantly enhanced photocatalytic activity and selectivity for CO2-to-CH4. The presence of Cu2O can also enhance the photo-generated carrier separation and light absorption. By optimizing the amount of Cu2O, the CH4 production rate of 45.73 μmol·g-1·h-1 with selectivity up to 97.47 % was achieved. Mechanistic investigations demonstrate that the presence of Cu2O lowers the formation energy barrier of *COOH, a key intermediate for the photocatalytic CO2 reduction. Moreover, Cu(I)-TiO2 promotes the adsorption and hydrogenation of *CO to *CHOx species, favoring CH4 production over CO. This work provides valuable insights for designing highly efficient and selective photocatalyst for CO2 reduction and deepens the understanding of reaction mechanism.
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
kyle完成签到 ,获得积分10
刚刚
orixero的应助被科研通管家采纳,获得10
1秒前
今后的应助被科研通管家采纳,获得10
1秒前
1秒前
爆米花的应助被科研通管家采纳,获得10
1秒前
隐形曼青的应助被科研通管家采纳,获得20
1秒前
HUA完成签到,获得积分10
1秒前
aaaiii完成签到,获得积分10
2秒前
酷波er的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
夹心完成签到,获得积分10
2秒前
汉堡包的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
Hello的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
桐桐的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
所所的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
一期完成签到,获得积分10
3秒前
领导范儿的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
星辰大海的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
丁老三发布了新的文献求助100
3秒前
3秒前
文佳发布了新的文献求助10
3秒前
和谐如容完成签到,获得积分10
3秒前
英俊的铭的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
不落星发布了新的文献求助10
3秒前
Ava的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
寒冷尔柳发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
向阳花完成签到,获得积分10
4秒前
大个的应助被科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
Shi完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
Loveqing完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
Jasper的应助被linlin采纳,获得10
4秒前
思源的应助被雨yuhe采纳,获得10
5秒前
5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
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Mathematical models in hydrology 500
Butadiene hydroxytelechelic oligomers PBHT 500
Ecotourism 400
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 8077073
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9494988
关于积分的说明 21384542
捐赠科研通 7645260
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3400339
关于科研通互助平台的介绍 2529935
邀请新用户注册赠送积分活动 2438966