Engineering the S-scheme heterojunction between NiO microrods and MgAl-LDH nanoplates for efficient and selective photoreduction of CO2 to CH4

非阻塞I/O X射线光电子能谱 异质结 光催化 催化作用 氢氧化物 材料科学 电子转移 傅里叶变换红外光谱 化学工程 漫反射红外傅里叶变换 层状双氢氧化物 化学 光化学 无机化学 光电子学 有机化学 工程类
作者
Hongli Yang,Huilin Hou,Man Yang,Zhongli Zhu,Hui Fu,Dongdong Zhang,Yong Luo,Weiyou Yang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:474: 145813-145813 被引量:27
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.145813
摘要

The selective photoreduction of CO2 into hydrocarbon fuels, such as CH4, is highly desirable for sustainable energy but remains a significant challenge due to slow proton-electron transfer processes and competing intermediates. Herein, a novel NiO/MgAl-LDH (NMA-x, LDH represents layered double hydroxide) step-scheme (S-scheme) heterojunction has been engineered via in-situ anchoring MgAl-LDH nanoplates on metal–organic frameworks (MOFs) derived NiO microrods, which improves the CO2 adsorption capability and specific surface area of NiO. The steered internal electric field in the p-n heterointerface promotes charge separation and attracts a high electron density center on the catalyst surface to favor CH4 production. Meanwhile, S-scheme photogenerated charge transfer mechanism is proposed by in-situ X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), in-situ diffuse reflectance infrared Fourier transform (DRIFT) spectra and density functional theory (DFT) calculation. In this process, photogenerated electrons are transferred from the conduction band (CB) of MgAl-LDH to the valence band (VB) of NiO, facilitating the CHO* species serve as the critical intermediate for producing CH4 through desired photocatalytic CO2 reduction. Using pure water as a proton source, the NMA-2 catalyst achieved a high CH4 selectivity of 91.2% and a yield of 8.98 μmol∙g−1∙h−1, representing significant potential for practical applications. This catalyst outperformed pristine and revitalized NiO by 4.23 and 2.07 times, respectively.
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
JHL发布了新的文献求助10
1秒前
ZQP完成签到,获得积分10
1秒前
英俊鼠标完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
TTTaT完成签到,获得积分10
4秒前
Luna发布了新的文献求助10
5秒前
逆夏发布了新的文献求助20
5秒前
葡萄成熟时完成签到 ,获得积分20
7秒前
ZQP发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
JHL完成签到,获得积分10
9秒前
英姑应助raoxray采纳,获得10
9秒前
玛卡巴卡完成签到 ,获得积分10
9秒前
欢呼忆丹发布了新的文献求助10
9秒前
英姑应助ZQP采纳,获得10
12秒前
孝铮发布了新的文献求助10
12秒前
zhangnan发布了新的文献求助10
12秒前
顾矜应助巴拉巴拉采纳,获得10
13秒前
wanci应助孝铮采纳,获得10
17秒前
炒米粉完成签到,获得积分10
18秒前
蜂蜜发布了新的文献求助10
18秒前
十二发布了新的文献求助10
18秒前
积极慕梅应助jagger采纳,获得10
19秒前
岁月如歌完成签到,获得积分10
19秒前
lixiniverson完成签到 ,获得积分10
19秒前
19秒前
大胆易巧完成签到 ,获得积分10
20秒前
20秒前
大大大大发完成签到,获得积分20
23秒前
24秒前
最初的远方完成签到,获得积分10
24秒前
拉萨小医生完成签到,获得积分10
25秒前
talpionchen发布了新的文献求助10
25秒前
曹帅发布了新的文献求助10
25秒前
26秒前
26秒前
巴拉巴拉发布了新的文献求助10
29秒前
天天快乐应助逆夏采纳,获得20
30秒前
30秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
Kinetics of the Esterification Between 2-[(4-hydroxybutoxy)carbonyl] Benzoic Acid with 1,4-Butanediol: Tetrabutyl Orthotitanate as Catalyst 1000
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
Handbook of Qualitative Cross-Cultural Research Methods 600
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 3137471
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2788496
关于积分的说明 7786856
捐赠科研通 2444725
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1300018
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 625752
版权声明 601023