Breaking through water-splitting bottlenecks over carbon nitride with fluorination

分解水 催化作用 碳纤维 石墨氮化碳 氧气 光催化 分子 析氧 密度泛函理论 氮化碳 氮化物 化学物理 氢键 瓶颈 光催化分解水 材料科学 化学 光化学 纳米技术 计算化学 物理化学 电化学 有机化学 电极 复合材料 生物化学 嵌入式系统 计算机科学 图层(电子) 复合数
作者
Ji Wu,Zhonghuan Liu,Xinyu Lin,Enhui Jiang,Shuai Zhang,Pengwei Huo,Yan Yan,Peng Zhou,Yongsheng Yan
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:13 (1) 被引量:80
标识
DOI:10.1038/s41467-022-34848-8
摘要

Graphitic carbon nitride has long been considered incapable of splitting water molecules into hydrogen and oxygen without adding small molecule organics despite the fact that the visible-light response and proper band structure fulfills the proper energy requirements to evolve oxygen. Herein, through in-situ observations of a collective C = O bonding, we identify the long-hidden bottleneck of photocatalytic overall water splitting on a single-phased g-C3N4 catalyst via fluorination. As carbon sites are occupied with surface fluorine atoms, intermediate C=O bonding is vastly minimized on the surface and an order-of-magnitude improved H2 evolution rate compared to the pristine g-C3N4 catalyst and continuous O2 evolution is achieved. Density functional theory calculations suggest an optimized oxygen evolution reaction pathway on neighboring N atoms by C-F interaction, which effectively avoids the excessively strong C-O interaction or weak N-O interaction on the pristine g-C3N4.
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
h7nho发布了新的文献求助10
刚刚
直率以松完成签到,获得积分20
刚刚
zhang完成签到,获得积分10
1秒前
情怀应助Wayi采纳,获得10
2秒前
xzn1123给twotwomi的求助进行了留言
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
6秒前
宁静完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
h7nho完成签到,获得积分10
7秒前
SUKI完成签到,获得积分10
7秒前
JF完成签到,获得积分10
7秒前
小太阳完成签到,获得积分10
8秒前
1111完成签到,获得积分10
8秒前
秦磊完成签到,获得积分10
8秒前
敏感的楷瑞完成签到,获得积分10
9秒前
是三石啊完成签到 ,获得积分10
9秒前
牧星河完成签到,获得积分10
9秒前
l玖完成签到,获得积分0
10秒前
善良书蕾完成签到,获得积分10
10秒前
确幸完成签到,获得积分10
11秒前
07734完成签到,获得积分10
11秒前
黎明完成签到,获得积分10
12秒前
FCL完成签到,获得积分10
13秒前
羽生发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
记录吐吐完成签到 ,获得积分10
15秒前
糖炒栗子完成签到,获得积分10
16秒前
在水一方完成签到,获得积分0
16秒前
迅速千愁完成签到 ,获得积分10
16秒前
花开hhhhhhh发布了新的文献求助10
18秒前
白兰鸽完成签到,获得积分10
18秒前
风中的怜阳完成签到,获得积分10
18秒前
健壮的涑完成签到 ,获得积分10
18秒前
尽平梅愿完成签到,获得积分10
18秒前
qxz完成签到,获得积分10
18秒前
Oyster7完成签到,获得积分10
20秒前
tong完成签到,获得积分10
20秒前
小墨墨完成签到 ,获得积分10
20秒前
Henry完成签到,获得积分10
21秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Coking simulation aids on-stream time 450
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 360
Novel Preparation of Chitin Nanocrystals by H2SO4 and H3PO4 Hydrolysis Followed by High-Pressure Water Jet Treatments 300
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 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4015806
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3555777
关于积分的说明 11318714
捐赠科研通 3288911
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1812318
邀请新用户注册赠送积分活动 887882
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 812027