Interface-Transferring Electrons and Photogenerated Carriers in W18O49/N-Doped C to Boost Photothermocatalytic Ethanol Dehydration to Ethylene

脱水 兴奋剂 乙烯 电子 乙醇 材料科学 光化学 化学 化学工程 光电子学 有机化学 物理 催化作用 核物理学 生物化学 工程类
作者
Miao Yang,Ruizhe Li,Hua Xu,Hong Yuan,Shuxin Ouyang
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:13 (10): 4211-4221 被引量:5
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.4c10687
摘要

Ethanol, a biomass-derived platform molecule, can be converted into high-value products like ethylene via photothermocatalysis, offering a sustainable alternative to petroleum processes. Yet, further enhancement of catalytic performance needs the rational modulation of electronic concentration at the active site. Herein, we design a W18O49/nitrogen-doped carbon (NC) catalyst that uniquely integrates two distinct electrons: (i) directional electron transfer from NC to W18O49, and (ii) photogenerated carriers generated by W18O49 itself under light irradiation. This dual-channel electronic configuration enables efficient ethylene production from the ethanol dehydration reaction over an optimal W18O49/NC catalyst, achieving a 76.4 mmol gcat.–1 yield (62.3% conversion with nearly 100% selectivity for ethylene), which is 2.2-fold that of pristine W18O49 under identical irradiation conditions. Detailed characterization using electron paramagnetic resonance (EPR) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) reveals that the interaction between interface-transferring electrons from the NC support and photogenerated carriers generates electron-rich active sites, thereby promoting C–O bond cleavage and facilitating the ethanol dehydration reaction. Apparent activation energy tests and in situ Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) further demonstrate that interface-transferred electrons from the NC support play a more significant role in ethanol activation than photogenerated carriers. This study provides valuable insights into the mechanism of photothermocatalytic ethanol dehydration and offers a new strategy for the rational design of more efficient photothermal catalysts.
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
852应助HugginBearOuO采纳,获得10
刚刚
皮皮团发布了新的文献求助10
刚刚
3秒前
yudong97完成签到,获得积分20
4秒前
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
奕火发布了新的文献求助10
6秒前
zxy发布了新的文献求助10
6秒前
ding应助wrroO采纳,获得10
6秒前
FashionBoy应助6767采纳,获得10
6秒前
6秒前
Akim应助留胡子的霖采纳,获得10
6秒前
7秒前
chil完成签到 ,获得积分10
7秒前
ZeyG完成签到,获得积分10
8秒前
如鱼得水发布了新的文献求助10
8秒前
啊蒙完成签到,获得积分10
9秒前
Dkayeo完成签到,获得积分10
9秒前
alala发布了新的文献求助10
9秒前
Two_h发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
aa发布了新的文献求助10
10秒前
Leucalypt完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
13秒前
13秒前
小蘑菇应助刘佳慧采纳,获得30
13秒前
初景发布了新的文献求助10
14秒前
zxy完成签到,获得积分10
14秒前
young发布了新的文献求助30
15秒前
sunwen完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
15秒前
田様应助veedoo采纳,获得10
16秒前
miaowa完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
科研通AI6.4应助yushan000采纳,获得10
17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
日本現代怪異事典 副読本 700
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 650
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
Numerical analysis of the coupled atmosphere-ocean models (CAO II). II 600
Models for the coupled atmosphere and ocean 600
Évora na Idade Média 555
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 7382930
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8990136
关于积分的说明 19124161
捐赠科研通 7021675
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3227326
关于科研通互助平台的介绍 2390221
邀请新用户注册赠送积分活动 2208206