Light-driven methane dry reforming with single atomic site antenna-reactor plasmonic photocatalysts

甲烷 二氧化碳重整 等离子体子 材料科学 甲烷转化炉 光催化 光电子学 环境科学 化学工程 催化作用 化学 蒸汽重整 制氢 合成气 工程类 有机化学 生物化学
作者
Linan Zhou,John Mark P. Martirez,Jordan Finzel,Chao Zhang,Dayne F. Swearer,Shu Tian,Hossein Robatjazi,Minhan Lou,Liangliang Dong,Luke Henderson,Phillip Christopher,Emily A. Carter,Peter Nordlander,Naomi J. Halas
出处
期刊:Nature Energy [Springer Nature]
卷期号:5 (1): 61-70 被引量:702
标识
DOI:10.1038/s41560-019-0517-9
摘要

Syngas, an extremely important chemical feedstock composed of carbon monoxide and hydrogen, can be generated through methane (CH4) dry reforming with CO2. However, traditional thermocatalytic processes require high temperatures and suffer from coke-induced instability. Here, we report a plasmonic photocatalyst consisting of a Cu nanoparticle ‘antenna’ with single-Ru atomic ‘reactor’ sites on the nanoparticle surface, ideal for low-temperature, light-driven methane dry reforming. This catalyst provides high light energy efficiency when illuminated at room temperature. In contrast to thermocatalysis, long-term stability (50 h) and high selectivity (>99%) were achieved in photocatalysis. We propose that light-excited hot carriers, together with single-atom active sites, cause the observed performance. Quantum mechanical modelling suggests that single-atom doping of Ru on the Cu(111) surface, coupled with excited-state activation, results in a substantial reduction in the barrier for CH4 activation. This photocatalyst design could be relevant for future energy-efficient industrial processes. Syngas is a mixture of CO and H2 that can be converted into a variety of fuels. Syngas can be produced thermocatalytically from CH4 and CO2, but this requires high temperatures and coke formation can be a problem. Here the authors demonstrate lower temperature, light-driven production of syngas using a coke-resistant plasmonic photocatalyst.
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
刚刚
Jasper应助酥脆小鱼采纳,获得10
1秒前
wait发布了新的文献求助10
1秒前
123发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
han发布了新的文献求助10
2秒前
吴雨涛完成签到,获得积分10
3秒前
wxt发布了新的文献求助10
3秒前
搜集达人应助小航爱学习采纳,获得10
3秒前
xqf完成签到,获得积分10
4秒前
HH关闭了HH文献求助
4秒前
英俊的铭应助jiang_tian采纳,获得10
4秒前
王明慧完成签到 ,获得积分10
5秒前
YULIA完成签到,获得积分10
5秒前
平常的寻真完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
自觉紫安发布了新的文献求助10
5秒前
zhengmeilin发布了新的文献求助10
6秒前
橘园完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
FashionBoy应助淡然的夜柳采纳,获得10
6秒前
木子啊啊完成签到 ,获得积分20
7秒前
冷静的傲安完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
李健应助David采纳,获得10
7秒前
young完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
打打应助淡然沛儿采纳,获得10
8秒前
8秒前
9秒前
幼儿园老大完成签到 ,获得积分10
9秒前
李健的小迷弟应助fedehe采纳,获得10
9秒前
852应助到江南散步采纳,获得10
9秒前
10秒前
坤桑完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
12秒前
海比天蓝发布了新的文献求助10
12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
Predation in the Hymenoptera: An Evolutionary Perspective 1800
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1561
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 1200
Holistic Discourse Analysis 600
Beyond the sentence: discourse and sentential form / edited by Jessica R. Wirth 600
Atlas of Liver Pathology: A Pattern-Based Approach 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5507945
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4603407
关于积分的说明 14485334
捐赠科研通 4537440
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2486673
邀请新用户注册赠送积分活动 1469203
关于科研通互助平台的介绍 1441568