Epitaxially grown silicon-based single-atom catalyst for visible-light-driven syngas production

外延 材料科学 光催化 合成气 催化作用 Atom(片上系统) 晶体硅 色散(光学) 纳米技术 化学工程 光化学 光电子学 化学 光学 物理 有机化学 嵌入式系统 工程类 图层(电子) 计算机科学
作者
Huai Chen,Yi Xiong,Jun Li,Jehad Abed,Da Wang,Adrián Pedrazo‐Tardajos,Yanhui Cao,Yiting Zhang,Ying Wang,Mohsen Shakouri,Qunfeng Xiao,Yongfeng Hu,Sara Bals,Edward H. Sargent,Cheng‐Yong Su,Zhenyu Yang
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:14 (1) 被引量:9
标识
DOI:10.1038/s41467-023-37401-3
摘要

Improving the dispersion of active sites simultaneous with the efficient harvest of photons is a key priority for photocatalysis. Crystalline silicon is abundant on Earth and has a suitable bandgap. However, silicon-based photocatalysts combined with metal elements has proved challenging due to silicon's rigid crystal structure and high formation energy. Here we report a solid-state chemistry that produces crystalline silicon with well-dispersed Co atoms. Isolated Co sites in silicon are obtained through the in-situ formation of CoSi2 intermediate nanodomains that function as seeds, leading to the production of Co-incorporating silicon nanocrystals at the CoSi2/Si epitaxial interface. As a result, cobalt-on-silicon single-atom catalysts achieve an external quantum efficiency of 10% for CO2-to-syngas conversion, with CO and H2 yields of 4.7 mol g(Co)-1 and 4.4 mol g(Co)-1, respectively. Moreover, the H2/CO ratio is tunable between 0.8 and 2. This photocatalyst also achieves a corresponding turnover number of 2 × 104 for visible-light-driven CO2 reduction over 6 h, which is over ten times higher than previously reported single-atom photocatalysts.

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
王天伟完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
精明高丽发布了新的文献求助10
1秒前
柠宁完成签到,获得积分10
1秒前
爱逛动物园完成签到,获得积分10
2秒前
包容小鸭子完成签到,获得积分10
2秒前
头头发布了新的文献求助10
2秒前
jiangchuansm完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
苏素完成签到,获得积分10
3秒前
义气的秋完成签到,获得积分10
4秒前
伏伏雅逸发布了新的文献求助10
4秒前
彩色鸿涛完成签到,获得积分10
4秒前
临猗下大雨完成签到,获得积分10
4秒前
对潇潇暮雨完成签到 ,获得积分10
6秒前
chiweiyoung完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
yu777完成签到,获得积分10
7秒前
尔尔完成签到,获得积分10
8秒前
YY完成签到,获得积分10
8秒前
Oct_Y完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
华仔应助www采纳,获得10
9秒前
头头完成签到,获得积分20
10秒前
万能图书馆应助韦远侵采纳,获得10
10秒前
大马甲完成签到,获得积分10
10秒前
LYY完成签到,获得积分10
10秒前
Wu完成签到,获得积分10
11秒前
日新发布了新的文献求助10
11秒前
huoguo完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
李创业完成签到,获得积分20
12秒前
13秒前
快乐成风发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
Hello应助哎呦巍采纳,获得10
13秒前
哈哈哈先生完成签到,获得积分10
14秒前
Kelley应助DavidWebb采纳,获得20
14秒前
lyra完成签到,获得积分10
14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
Prompt Engineering for Clinicians: Harnessing AI in Everyday Medical Practice 600
University Physics for the Life Sciences 500
REAL-WORLD EFFICACY AND GENOMIC LANDSCAPE OF POLATUZUMA VEDOTIN-BASED FIRST-LINE THERAPY IN DIFFUSE LARGE B-CELL LYMPHOMA: A FOCUS ON TP53 MUTATIONS AND TREATMENT RESPONSE 500
Handbook of Luminescence Dating 500
Safety Pharmacology 500
《KNN基无铅压电陶瓷电学性能优化与物理机理研究》 500
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 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6951311
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8635520
关于积分的说明 18310410
捐赠科研通 6393497
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3082009
关于科研通互助平台的介绍 2127113
邀请新用户注册赠送积分活动 2058891