Facet-dependent active sites of a single Cu2O particle photocatalyst for CO2 reduction to methanol

光催化 材料科学 甲醇 吸附 化学工程 扫描电子显微镜 光化学 量子产额 催化作用 纳米技术 荧光 化学 光学 物理化学 复合材料 物理 工程类 有机化学 生物化学
作者
Yimin A. Wu,Ian McNulty,Cong Liu,Kah Chun Lau,Qi Liu,A. P. Paulikas,Cheng‐Jun Sun,Zhonghou Cai,Jeffrey R. Guest,Yang Ren,Vojislav R. Stamenković,Larry A. Curtiss,Yuzi Liu,Tijana Rajh
出处
期刊:Nature Energy [Springer Nature]
卷期号:4 (11): 957-968 被引量:437
标识
DOI:10.1038/s41560-019-0490-3
摘要

Atomic-level understanding of the active sites and transformation mechanisms under realistic working conditions is a prerequisite for rational design of high-performance photocatalysts. Here, by using correlated scanning fluorescence X-ray microscopy and environmental transmission electron microscopy at atmospheric pressure, in operando, we directly observe that the (110) facet of a single Cu2O photocatalyst particle is photocatalytically active for CO2 reduction to methanol while the (100) facet is inert. The oxidation state of the active sites changes from Cu(i) towards Cu(ii) due to CO2 and H2O co-adsorption and changes back to Cu(i) after CO2 conversion under visible light illumination. The Cu2O photocatalyst oxidizes water as it reduces CO2. Concomitantly, the crystal lattice expands due to CO2 adsorption then reverts after CO2 conversion. The internal quantum yield for unassisted wireless photocatalytic reduction of CO2 to methanol using Cu2O crystals is ~72%. Photocatalytic reduction of CO2 to methanol offers a promising route to storage of solar energy in the form of chemical fuels. Here, Wu et al. use in operando microscopy to identify the active facets for CO2 reduction on Cu2O and exploit this to obtain high conversion efficiency and selectivity to methanol.
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
1秒前
潇洒友蕊完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
reck应助csh_uyu采纳,获得10
3秒前
li发布了新的文献求助10
3秒前
猪猪hero发布了新的文献求助10
4秒前
搜集达人应助kiseki采纳,获得10
4秒前
4秒前
慕青应助动听幻儿采纳,获得10
4秒前
5秒前
谦让的鹏煊完成签到,获得积分10
6秒前
研友_ZAVod8完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
一点发布了新的文献求助10
7秒前
等风的人发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
小鞋完成签到,获得积分10
8秒前
病毒遗传学应助Melody采纳,获得10
8秒前
无花果应助Mine采纳,获得10
8秒前
云落完成签到,获得积分10
9秒前
宋宋发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
欢呼的丹南完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
lzx关注了科研通微信公众号
11秒前
沉默的友安完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
丁凛发布了新的文献求助10
11秒前
Mor完成签到,获得积分10
12秒前
Cz发布了新的文献求助10
13秒前
100完成签到,获得积分20
13秒前
小羽毛发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
111完成签到,获得积分10
14秒前
cctv18应助知与谁同采纳,获得10
14秒前
LIJIngcan发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
乐乐应助Ikejima采纳,获得10
14秒前
高分求助中
Востребованный временем 2500
Hopemont Capacity Assessment Interview manual and scoring guide 1000
Classics in Total Synthesis IV: New Targets, Strategies, Methods 1000
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 700
Mantids of the euro-mediterranean area 600
Mantodea of the World: Species Catalog Andrew M 500
Insecta 2. Blattodea, Mantodea, Isoptera, Grylloblattodea, Phasmatodea, Dermaptera and Embioptera 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 纳米技术 内科学 物理 化学工程 计算机科学 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3441016
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3037387
关于积分的说明 8968794
捐赠科研通 2725927
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1495136
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 691137
邀请新用户注册赠送积分活动 687879