Synergistic Effect of Nickel Nanoparticles Dispersed on MOF-Derived Defective Co3O4 In Situ Grown over TiO2 Nanowires toward UV and Visible Light Driven Photothermal CO2 Methanation

材料科学 光热治疗 催化作用 光催化 化学工程 光热效应 纳米颗粒 纳米技术 纳米线 可见光谱 辐照 异质结 热处理 光电子学 复合材料 有机化学 工程类 化学 物理 核物理学
作者
Wei Fan,Muhammad Nawaz Tahir,Hajar Alias
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (47): 54353-54372
标识
DOI:10.1021/acsami.3c10022
摘要

Catalytic CO2 hydrogenation is an effective approach to producing clean fuels, but this process is expensive, in addition to the low efficiency of catalysts. Thus, photothermal CO2 hydrogenation can effectively utilize solar energy for CH4 production. Metal-organic framework (MOF) derived materials with a controlled structure and morphology are promising to give a high number of active sites and photostability in thermal catalytic reactions. For the first time, a novel heterostructure catalyst was synthesized using a facile approach to in situ grow MOF-derived 0D Co3O4 over 1D TiO2 nanowires (NWs). The original 3D dodecahedral structure of the MOF is engineered into novel 0D Co3O4 nanospheres, which were uniformly embedded over Ni-dispersed 1D TiO2 NWs. In situ prepared 10Ni-7Co3O4@TiO2 NWs-I achieved an excellent photothermal CH4 evolution rate of 8.28 mmol/h at 250 °C under low-intensity visible light, whereas UV light treatment further increased activity by 1.2-fold. UV irradiations promoted high CH4 production while improving the susceptibility of the catalyst to visible light irradiation. The photothermal effect is prominent at lower temperatures, due to the harmonization of both solar and thermal energy. By paralleling with mechanically assembled 10Ni-7Co3O4/TiO2 NWs-M, the catalytic performance of the in situ approach is far superior, attributing to the morphological transformation of 0D Co3O4, which induced intimate interfacial interactions, formation of oxygen vacancies and boosted photo-to-thermal effects. The co-existence of metallic/metal oxide Ni-Co provided beneficial synergies, enhanced photo-to-thermal effects, and improved charge transfer kinetics of the composite. This work uncovers a facile approach to engineering the morphology of MOF derivatives for efficient photothermal CO2 methanation.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
飘逸楷瑞完成签到,获得积分10
刚刚
沉默友绿发布了新的文献求助10
1秒前
赵凯完成签到,获得积分10
1秒前
133完成签到,获得积分10
2秒前
天天快乐应助豆腐干采纳,获得10
2秒前
li完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
Chang完成签到 ,获得积分10
4秒前
小薇完成签到,获得积分10
4秒前
丘比特应助飘逸楷瑞采纳,获得20
4秒前
严晓博发布了新的文献求助10
5秒前
李爱国应助欣慰宛海采纳,获得10
5秒前
5秒前
6秒前
7秒前
7秒前
bkagyin应助brisk采纳,获得10
9秒前
钱俊发布了新的文献求助10
11秒前
完美世界应助陶醉谷南采纳,获得10
11秒前
11秒前
123发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
12秒前
芳芳发布了新的文献求助10
13秒前
lyn完成签到,获得积分20
13秒前
14秒前
sommer12345完成签到 ,获得积分10
14秒前
独特笙完成签到 ,获得积分10
14秒前
完美世界应助jie采纳,获得30
15秒前
鼓励男孩完成签到 ,获得积分10
15秒前
我是老大应助雪山飞龙采纳,获得10
15秒前
16秒前
16秒前
标致的高山完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
zz发布了新的文献求助10
18秒前
魏笑白发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
18秒前
vvv发布了新的文献求助10
18秒前
高分求助中
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 700
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 520
少脉山油柑叶的化学成分研究 430
Revolutions 400
Diffusion in Solids: Key Topics in Materials Science and Engineering 400
Phase Diagrams: Key Topics in Materials Science and Engineering 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2452290
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2124976
关于积分的说明 5409431
捐赠科研通 1853827
什么是DOI,文献DOI怎么找? 922018
版权声明 562273
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 493261