Highly selective photocatalytic CO2 reduction and hydrogen evolution facilitated by oxidation induced nitrogen vacancies on g-C3N4

光催化 氮气 光化学 选择性 石墨氮化碳 化学 吸附 氧化还原 氮化物 材料科学 无机化学 催化作用 纳米技术 物理化学 有机化学 图层(电子)
作者
Zhengdong Xu,Yang Chen,Binghao Wang,Yu Ran,Junbo Zhong,Minjiao Li
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier]
卷期号:651: 645-658 被引量:30
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2023.08.012
摘要

The introduction of nitrogen vacancies into polymeric carbon nitride (PCN) has been attested to be a reliable strategy to enhance photocatalytic performance. Nitrogen vacancies were considered as active sites to promote the adsorption of target molecules and capture photoexcited electrons to inhibit the recombination of charge pairs, accelerate photoinduced electrons to participate in photocatalytic reaction. In this paper, a series of PCN with rich nitrogen vacancies were prepared by etching of chromic acid solution. Sample 20KCSCN had the highest photocatalytic performance whose evolution efficiency of CO2 to CO and CH4 can reach 3.9 and 0.5 μmol·g−1·h−1, respectively. These evolution efficiencies are 2.9 and 4 times higher than that of the PCN. Meanwhile, 20KCSCN demonstrates high CO conversion selectivity and stability. The successful introduction of nitrogen vacancies not only increases the active sites of PCN surface, but also optimizes the optical structure, which dramatically boosts the separation of photoexcited charge pairs and the reduction capacity of photogenerated electrons. The enhancement mechanism for photocatalytic CO2 reduction performance of PCN was proposed. Besides, photocatalytic H2 evolution experiments were performed on all samples to confirm the universality of PCN photocatalytic activity enhancement etched by chromic acid solution. H2 evolution rate on 20KCSCN can reach 652 μmol·g−1·h−1, which is 1.6-fold higher than that on PCN (254 μmol·g−1·h−1) after 4 h irradiation under a 300 W Xe lamp. This work offers new venue for introducing nitrogen vacancies in PCN to regulate photoexcited charge pairs transfer. The photocatalytic enhancement of CO2 reduction could be used to alleviate the serious issue of excessive CO2 emission and energy crisis.

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
haitianluna发布了新的文献求助10
刚刚
祎祎发布了新的文献求助10
刚刚
slow发布了新的文献求助10
刚刚
怡然安南完成签到 ,获得积分10
刚刚
所所应助cloak采纳,获得10
1秒前
大方的若山完成签到,获得积分10
1秒前
斯奈克发布了新的文献求助200
1秒前
33完成签到,获得积分10
1秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
1秒前
HongJiang完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
嗯啊完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
3秒前
ZiZi完成签到 ,获得积分10
3秒前
小兵医生完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
研友_8DrX3n完成签到,获得积分10
4秒前
周娅敏发布了新的文献求助10
4秒前
刘云完成签到 ,获得积分10
4秒前
制杖大师完成签到,获得积分10
4秒前
轩辕雨文完成签到,获得积分10
5秒前
针尖上的王子完成签到,获得积分10
5秒前
城北徐公主完成签到,获得积分10
6秒前
adalove完成签到,获得积分10
6秒前
张才豪发布了新的文献求助10
6秒前
赘婿应助张晓龙采纳,获得10
7秒前
尤文昊发布了新的文献求助10
7秒前
稷下听风完成签到,获得积分10
7秒前
3123939715完成签到,获得积分10
7秒前
Brandy发布了新的文献求助10
7秒前
在工位不敢工作完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
愉快的丹彤完成签到 ,获得积分10
8秒前
CC完成签到,获得积分10
8秒前
无辜雁易发布了新的文献求助10
8秒前
旺旺完成签到,获得积分10
8秒前
ash完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
高分求助中
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 12000
(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
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1000
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
Real World Research, 5th Edition 800
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5698957
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5127856
关于积分的说明 15223496
捐赠科研通 4853894
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2604380
邀请新用户注册赠送积分活动 1555882
关于科研通互助平台的介绍 1514222