Polarized Electronic Structure of Carbon Nitride Enhances Selective Triphase Continuous-Flow Photosynthesis of Hydrogen Peroxide

光化学 糠醇 化学 吸附 密度泛函理论 电子结构 过氧化氢 量子产额 石墨氮化碳 水溶液 选择性 材料科学 催化作用 光催化 量子效率 氧气 无机化学 人工光合作用 激进的 载流子 碳纤维 析氧
作者
Mao He,Shuai Xiong,Zongxing Tu,Suqin Wu,Xiaoying Peng,Jianming Chen,Tianle Ding,Chen Lai,Dou Chen,Guiming Peng
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:16 (8): 7646-7657 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acscatal.6c00507
摘要

The H2O2 photosynthesis efficiency by carbon nitride (CN) via a two-electron oxygen reduction reaction (ORR) is limited by insufficient charge separation, sluggish O2 supply in aqueous solution, and difficulty in O2 adsorption and activation. Here, we modulated CN with sulfonic acid and cyano groups, which impart multiple favorable electronic properties for H2O2 photogeneration, including broadened light absorption, enhanced charge separation due to the polarized electronic structure, and improved O2 adsorption and activation. H2O2 photogeneration experiments showed that it delivered a 41-fold enhancement in H2O2 yield, reaching a value of 44.5 mmol g–1 h–1 with a high AQY of 36.5% at 400 nm and a high selectivity of >94%. Experiments and density functional theory (DFT) calculations revealed the preferential two-step 1e ORR mechanism. Further fabrication of a triphase flow photoreactor by immobilizing the functionalized CN on a gas diffusion layer achieved fast O2 supply and continuous-flow H2O2 photogeneration with a 4 times higher yield of 171 mmol m–2 in 6 h than in a two-phase system. As a proof-of-concept, continuous-flow H2O2 photogeneration was further coupled with organic synthesis exemplified by furfuryl alcohol photooxidation conversion. This work solves multiple important issues of CN in H2O2 photogeneration by combining electronic polarity modulation with a triphase continuous-flow photoreactor design.
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
苏胜男完成签到,获得积分10
刚刚
不如无言完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
崔雨禾完成签到 ,获得积分10
2秒前
Eternity完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
旺旺仙焙完成签到,获得积分10
3秒前
不加香菜完成签到 ,获得积分10
3秒前
叶若相怜完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
大蛋完成签到,获得积分10
4秒前
sa0022发布了新的文献求助10
4秒前
初夏的百褶裙完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
小鳄鱼一只完成签到,获得积分10
5秒前
燕不留声完成签到 ,获得积分10
6秒前
sdaff完成签到,获得积分20
6秒前
演化的蛙鱼完成签到,获得积分10
7秒前
嘻嘻哈哈应助guixun采纳,获得10
7秒前
科研通AI6.2应助张张采纳,获得10
7秒前
Dawn发布了新的文献求助10
8秒前
幸福的白开水完成签到,获得积分10
8秒前
sdaff发布了新的文献求助10
8秒前
火星上的手链应助苏胜男采纳,获得10
9秒前
Zerolii完成签到,获得积分10
9秒前
神经娃完成签到,获得积分10
9秒前
云一发布了新的文献求助10
10秒前
huhuan完成签到,获得积分10
10秒前
撒玉完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
GingerF应助研友采纳,获得50
10秒前
Youth完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
wzy完成签到,获得积分10
11秒前
Buduan完成签到,获得积分10
12秒前
ChatGPT发布了新的文献求助10
13秒前
初景应助EE5577采纳,获得20
13秒前
斯文败类应助sdaff采纳,获得10
13秒前
13秒前
高分求助中
Clinical Epidemiology: The Essentials, 6e 10000
(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
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
久松真一著作集〈第5巻〉禅と芸術 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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6555301
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8339577
关于积分的说明 17866208
捐赠科研通 5672857
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2940215
邀请新用户注册赠送积分活动 1916123
关于科研通互助平台的介绍 1786088