Highly Asymmetric CuSA‐Ov‐Ti3c Atomic Sites Catalyst for Unprecedented Solar Hydrogen Generation

材料科学 催化作用 物理 量子力学 生物化学 化学
作者
Dileep Kumar,Ankit Mishra,Shubham,Hemant,Sudip Bhattacharjee,Rajashri Urkude,Biplab Ghosh,Asim Bhaumik,Anil K. Sinha,Amit Sinha,Vipin Amoli
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/aenm.202401964
摘要

Abstract Atomic‐level tailoring of active sites is an efficient strategy for designing high‐performance photocatalysts for clean energy. Asymmetric atomic sites (AAS) like M SA ‐O v ‐M 2 created through hetero‐metal single atoms (M SA ) doping on defect‐rich metal oxides (M 2 ‐O v ‐M 2 ) are favored for better activation of targeted molecules. However, creating AAS typically demands high energy input, hindering their widespread use in photocatalytic H 2 production. Furthermore, precise control over surface defects to create AAS remains challenging. Here, Cu SA ‐O v ‐Ti 3c highly asymmetric atomic sites catalyst (HAASC) is constructed by strategically trapping Cu single atoms on high‐index (111) faceted TiO 2 . This material combines single‐atom catalysis and facet engineering, achieving unprecedented H 2 production rates (8.3 mmol h −1 g −1 in pure water and 784.5 mmol h −1 g −1 in water/methanol mixture). Experimental and theoretical analyses reveal Cu SA substituting five‐coordinated Ti atoms (Ti 5c ) next to three‐coordinated (Ti 3c ) ones, forming Cu SA ‐O v ‐Ti 3c HAAS. HAAS plays multiple roles in i) improving light harvesting, charge‐transfer dynamics, and redox capability of photoexcited electrons; ii) enhanced adsorption and polarization of H 2 O molecules; iii) facilitating electron transfer from Cu SA ‐O v ‐Ti 3c to H 2 O molecules, and iv) raising d‐band center toward Fermi level resulting in ≈250‐fold enhanced H 2 production than Ti 5c ‐O‐Ti 3c AASC. This work opens new avenues for future structural designs in heterogeneous catalysis for energy‐related applications.
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
搜集达人应助笨笨的傲芙采纳,获得30
刚刚
Jasper应助耳机单蹦采纳,获得10
刚刚
krkr发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
周周完成签到 ,获得积分10
1秒前
菜菜驳回了wanci应助
1秒前
小蘑菇应助贝肯尼采纳,获得10
1秒前
小董不懂发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
黄阿鹏发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
在水一方应助DRShan采纳,获得10
3秒前
不问归期的风完成签到,获得积分0
3秒前
4秒前
高yq完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
向晚完成签到,获得积分10
5秒前
栗栗完成签到,获得积分10
5秒前
科研通AI2S应助小井采纳,获得10
5秒前
5秒前
李爱国应助zyz采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
可乐完成签到 ,获得积分10
6秒前
不吃西瓜发布了新的文献求助10
7秒前
现代雪晴完成签到,获得积分10
7秒前
暖月月发布了新的文献求助30
7秒前
坚强亦丝应助斯文谷秋采纳,获得10
8秒前
深情安青应助温冬采纳,获得10
9秒前
默默紊发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
脑洞疼应助小董不懂采纳,获得10
11秒前
11秒前
know发布了新的文献求助10
11秒前
kkkkkkk_完成签到,获得积分10
12秒前
DRShan完成签到,获得积分10
12秒前
小先生发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
青空完成签到 ,获得积分10
13秒前
SXX完成签到,获得积分10
13秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2000
Microlepidoptera Palaearctica, Volumes 1 and 3 - 13 (12-Volume Set) [German] 1122
Дружба 友好报 (1957-1958) 1000
The Data Economy: Tools and Applications 1000
Mantiden - Faszinierende Lauerjäger – Buch gebraucht kaufen 600
PraxisRatgeber Mantiden., faszinierende Lauerjäger. – Buch gebraucht kaufe 600
A Dissection Guide & Atlas to the Rabbit 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3106352
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2757369
关于积分的说明 7644699
捐赠科研通 2411634
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1279512
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 617805
版权声明 599271