Enhanced Mass Transfer of Oxygen through a Gas–Liquid–Solid Interface for Photocatalytic Hydrogen Peroxide Production

材料科学 光催化 过氧化氢 传质 介孔材料 氧气 化学工程 溶解度 催化作用 光化学 分解水 有机化学 化学 色谱法 工程类
作者
Lejing Li,Liangpang Xu,Zhuofeng Hu,Jimmy C. Yu
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:31 (52) 被引量:220
标识
DOI:10.1002/adfm.202106120
摘要

Abstract Solar‐driven photocatalytic oxygen reduction is a potentially sustainable route for the production of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ). However, this approach suffers from the limited solubility and slow diffusion of oxygen in water. Another problem is that most photocatalytic oxygen reduction systems do not work well with just water. They often require the addition of sacrificial agents such as alcohols. Here, a covalent organic framework (COF)‐based photocatalyst that can reduce O 2 to H 2 O 2 efficiently in pure water under visible‐light irradiation is reported. A solar‐to‐chemical conversion of 0.76% is achieved for H 2 O 2 generation. More importantly, the hydrophobic and mesoporous properties of triphenylbenzene‐dimethoxyterephthaldehyde‐COF allow the formation of a triphase interface (gas–liquid–solid) when loading this catalyst onto a porous substrate. The H 2 O 2 production rate reaches ≈2.9 mmol g cat −1 h −1 at the triphase interface by overcoming the mass‐transfer limitation of O 2 in water. Notably, this rate is 15 times higher than that in a diphase system (liquid–solid). The photoelectrochemical tests reveal that the increase in yield is closely related to the enhanced mass‐transfer rate and the higher interfacial O 2 concentration. Furthermore, the triphenylbenzene part is identified as the reactive site based on theoretical calculations.
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
v0id应助不爱写论文采纳,获得10
刚刚
刚刚
少国发布了新的文献求助10
刚刚
黄sir发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
爱浦西的迪克完成签到,获得积分20
1秒前
小汪快跑发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
2秒前
liying完成签到,获得积分10
2秒前
Lauren发布了新的文献求助10
3秒前
赘婿应助一杯猫爪冰沙采纳,获得10
3秒前
TB123发布了新的文献求助10
3秒前
申屠完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
南风发布了新的文献求助10
4秒前
BSDL发布了新的文献求助10
4秒前
123发布了新的文献求助10
4秒前
pingpingwuqi发布了新的文献求助30
4秒前
4秒前
不加糖自然甜完成签到,获得积分10
4秒前
小蘑菇应助纳纳椰采纳,获得10
4秒前
WSY发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
5秒前
wenyu_Tan发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
1111发布了新的文献求助10
6秒前
Sky_Light发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
6秒前
超级水壶发布了新的文献求助10
7秒前
瑭皓发布了新的文献求助10
7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
HYDROLYSE ACIDE DE QUELQUES DIOXASPIROCYCLANES 1314
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
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
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 7747188
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9295174
关于积分的说明 20228468
捐赠科研通 7327658
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3308301
关于科研通互助平台的介绍 2460244
邀请新用户注册赠送积分活动 2320225