Visible-Light-Driven Selective Oxidation of Biomass-Derived HMF to DFF Coupled with H2 Generation by Noble Metal-Free Zn0.5Cd0.5S/MnO2 Heterostructures

光催化 催化作用 贵金属 异质结 可见光谱 分解水 产量(工程) 量子产额 化学 金属 化学工程 纳米技术 材料科学 光电子学 物理 复合材料 冶金 光学 有机化学 工程类 荧光
作者
Suman Dhingra,Tripti Chhabra,Venkata Krishnan,C. M. Nagaraja
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
卷期号:3 (7): 7138-7148 被引量:74
标识
DOI:10.1021/acsaem.0c01189
摘要

The development of efficient photocatalysts for utilization of solar energy for water splitting coupled with oxidation of biomass-derivatives is of utmost importance for the simultaneous production of clean fuel (H2) and value-added chemicals. Consequently, herein we report the development of the Z-scheme photocatalytic system, Zn0.5Cd0.5S/xMnO2, which has the optimum band structure suitable for efficient visible-light-assisted photocatalytic H2 generation integrated with selective oxidation of biomass-derived 5-hydroxymethylfurfural (HMF) to a more value-added product, 2,5-diformylfuran (DFF). The electron microscopy analyses of the samples revealed the presence of Zn0.5Cd0.5S microspheres composed of smaller nanocrystals with the surface covered by the MnO2 nanostructure and the intimate contact between Zn0.5Cd0.5S and MnO2. Photocatalytic investigations revealed the highest activity for Zn0.5Cd0.5S/1%MnO2, affording a DFF yield of 46% and a simultaneous H2 generation rate of 1322 μmol g–1 in 24 h, which are, respectively, 9 and 4 times higher than those of parent sample, Zn0.5Cd0.5S. Further, the best heterostructure exhibits good catalytic activity even under natural sunlight irradiation, affording DFF with a 14% yield and H2 generation rate of 152.6 μmol g–1 in 6 h. The high catalytic activity of the heterostructure over the parent materials has been attributed to efficient separation of photogenerated charge-carriers with the aid of the Z-scheme mechanism and the synergistic catalysis between Zn0.5Cd0.5S and MnO2. Overall, this work represents a unique demonstration of noble metal-free selective oxidation of HMF to DFF integrated with H2 production under mild reaction conditions.
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
FF完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
灰灰发布了新的文献求助30
1秒前
xu完成签到,获得积分10
4秒前
SYX完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
梦丸完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
打打应助南风采纳,获得10
7秒前
8秒前
9秒前
生信难民发布了新的文献求助10
11秒前
jasmine完成签到,获得积分10
12秒前
科研通AI2S应助勇往直前采纳,获得10
12秒前
研友_ZG4ml8发布了新的文献求助10
13秒前
IF发布了新的文献求助10
13秒前
乐观之瑶发布了新的文献求助10
15秒前
生信难民完成签到,获得积分10
16秒前
思源应助王明磊采纳,获得10
18秒前
二牛完成签到,获得积分10
18秒前
Orange应助研友_ZG4ml8采纳,获得10
19秒前
21秒前
ding应助尼克采纳,获得10
24秒前
隐形曼青应助研六六采纳,获得10
25秒前
profchen发布了新的文献求助10
26秒前
甜甜的元瑶完成签到,获得积分10
28秒前
不配.应助HBXAurora采纳,获得10
29秒前
费妖完成签到,获得积分20
35秒前
37秒前
Arlon发布了新的文献求助10
38秒前
不配.应助腼腆的老虎采纳,获得20
38秒前
能干太清发布了新的文献求助10
40秒前
TLB完成签到,获得积分10
42秒前
研友_ZG4ml8发布了新的文献求助10
42秒前
Hello应助菜菜Cc采纳,获得10
44秒前
Arlon完成签到,获得积分10
48秒前
哎呀小艾哈完成签到,获得积分10
49秒前
53秒前
帅气的老五关注了科研通微信公众号
54秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Le dégorgement réflexe des Acridiens 800
Defense against predation 800
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
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 3134969
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2785927
关于积分的说明 7774469
捐赠科研通 2441746
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1298163
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 625088
版权声明 600825