Overcoming energy mismatch of metal oxide semiconductor catalysts for CO2 reduction with triboelectric plasma

催化作用 化学 摩擦电效应 半导体 离解(化学) 惰性 氧化物 带隙 能量转换 化学工程 纳米技术 材料科学 光电子学 有机化学 物理化学 物理 工程类 热力学
作者
Bao Zhang,Qinglong Ru,Liangliang Liu,Jiao Wang,Youning Zhang,Ke Zhao,Guangqin Gu,Xiaochen Xiang,Sumin Li,Yifei Zhu,Yu Jia,Gang Cheng,Zuliang Du
出处
期刊:Journal of Catalysis [Elsevier]
卷期号:419: 1-8 被引量:8
标识
DOI:10.1016/j.jcat.2023.01.031
摘要

The activities of semiconductor-based catalytic reactions are limited by mismatch between energy bandgaps of semiconductors and redox potentials of inert small molecules, especially for stable molecules, such as CO2. Herein, a triboelectric plasma catalytic system using metal oxide catalysts has been developed, which reduces CO2 to CO at room temperature and atmospheric pressure. Among the various metal oxide semiconductors, TiO2 catalyst exhibited the best activity, reaching a production rate of 0.14mmol·gcat−1·h−1, and an energy efficiency of 5.3 % for the conversion of electrical to chemical energy. In triboelectric plasma, CO2 molecules were pre-activated to form the transient CO2− anions, and the limiting step of electron transfer between TiO2 and CO2 was avoided, overcoming the energy mismatch between catalyst and CO2. The energy barrier of CO2 dissociation was markedly reduced to 0.18 eV. This work provides an effective strategy to overcome the energy bandgap restriction inherent in semiconductor-based catalytic reactions.
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
1秒前
1秒前
稳重擎苍发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
大模型应助我的阳光采纳,获得10
3秒前
3秒前
思源应助式微采纳,获得10
4秒前
选波发布了新的文献求助10
4秒前
绮罗完成签到 ,获得积分10
6秒前
南国之霄发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
9秒前
阿艺完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
大方的凝旋完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
laj完成签到,获得积分10
10秒前
一屿完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
我的阳光完成签到,获得积分10
12秒前
徐哈哈完成签到,获得积分10
12秒前
milly完成签到,获得积分10
13秒前
丘比特应助旺仔先生采纳,获得10
13秒前
13秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
14秒前
勤恳绝施发布了新的文献求助10
14秒前
简简简发布了新的文献求助30
14秒前
科研机器完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
波风水门pxf完成签到,获得积分10
15秒前
科研通AI6应助常胜源采纳,获得10
15秒前
浮游应助RSC采纳,获得10
16秒前
安静元槐完成签到,获得积分10
16秒前
wanzixian发布了新的文献求助20
18秒前
19秒前
19秒前
20秒前
Jasper应助南国之霄采纳,获得10
21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
Introduction to Early Childhood Education 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 921
Aerospace Standards Index - 2025 800
Identifying dimensions of interest to support learning in disengaged students: the MINE project 800
流动的新传统主义与新生代农民工的劳动力再生产模式变迁 500
Historical Dictionary of British Intelligence (2014 / 2nd EDITION!) 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 5431378
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4544383
关于积分的说明 14192217
捐赠科研通 4463210
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2446739
邀请新用户注册赠送积分活动 1438068
关于科研通互助平台的介绍 1414754