Visible‐Light‐Driven Additive‐Free Photocatalytic Oxidation of Furfural to Maleic Acid and Green Hydrogen

X射线光电子能谱 光催化 马来酸 光化学 化学 制氢 氮化碳 材料科学 催化作用 无机化学 化学工程 有机化学 共聚物 工程类 聚合物
作者
Rajat Ghalta,Rajendra Srivastava
出处
期刊:Chemsuschem [Wiley]
卷期号:18 (19): e202501124-e202501124 被引量:3
标识
DOI:10.1002/cssc.202501124
摘要

Developing additive‐free photocatalytic systems capable of simultaneously valorizing biomass and producing green hydrogen under visible light remains a key challenge in sustainable chemistry. Herein, a PdRu bimetallic Z‐scheme photocatalyst (1.5Pd3Ru@OCN/WO 3 ) that selectively oxidizes furfural while splitting water, yielding a hydrogen evolution rate of 22.33 mmol g −1 h −1 and maleic acid with high productivity (6.69 mmol g −1 h −1 ) and selectivity (85%) is presented. The product selectivity between maleic acid and maleic anhydride can be precisely controlled by adjusting the solvent conditions. The performance of the catalyst is attributed to the decorated PdRu alloy nanoparticles, which provide intimate contact and exploit the low Fermi level of metals for electron trapping and proton activation, confirmed by photoelectrochemical studies. The OCN/WO 3 Z‐scheme heterojunction facilitates directional charge migration, confirmed through Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy (UPS), Valence Band X‐ray Photoelectron Spectroscopy (VB‐XPS), Mott–Schottky (MS), and in situ XPS analyses. Further investigation of charge dynamics using photoluminescence, electrochemical impedance spectroscopy, transient photocurrent measurements, and time correlated single photon counting reveals prolonged charge carrier lifetimes and reduced recombination. Electron Paramagnetic Resonance (EPR), DMPO spin‐trapping, and Electrospray Ionization Mass Spectrometry (ESI‐MS) studies elucidate a radical‐mediated oxidation pathway involving O 2 • − , •OH, and a key intermediate (C 5 H 3 O 2 •). A comprehensive green metrics assessment under batch process demonstrates excellent atom economy, low E‐factor, and high material recovery, validating the catalyst's sustainability.
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
刚刚
完美怀亦发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
谨慎蓝天发布了新的文献求助10
1秒前
科研小楚欢完成签到,获得积分10
1秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
1秒前
dzz0120发布了新的文献求助10
1秒前
迷你的芙完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
高高完成签到,获得积分10
3秒前
young发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
个性尔槐发布了新的文献求助10
4秒前
安静天抒发布了新的文献求助10
5秒前
酷波er应助戴怀瑾采纳,获得10
5秒前
5秒前
5秒前
CK发布了新的文献求助10
6秒前
科研通AI6.4应助seekingalone采纳,获得10
6秒前
6秒前
ljz完成签到,获得积分10
6秒前
行走的荷尔蒙应助离岸采纳,获得30
6秒前
威武寒珊发布了新的文献求助10
6秒前
仔仔仔平完成签到,获得积分10
7秒前
FashionBoy应助shisui采纳,获得20
7秒前
JDK应助shisui采纳,获得50
7秒前
Orange应助shisui采纳,获得20
8秒前
淡然千山完成签到 ,获得积分10
8秒前
zl739860884完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
2987536123发布了新的文献求助10
9秒前
青青完成签到,获得积分10
9秒前
小马甲应助我又可以了采纳,获得10
9秒前
9秒前
qiuqiu815777完成签到,获得积分10
10秒前
端庄水云完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
213发布了新的文献求助10
10秒前
Funnt_kop发布了新的文献求助10
11秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 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
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
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 7300684
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8919049
关于积分的说明 18889714
捐赠科研通 6965525
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3211217
关于科研通互助平台的介绍 2380360
邀请新用户注册赠送积分活动 2187932