已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Ultrafast Spectroscopy Reveals Electron-Transfer Cascade That Improves Hydrogen Evolution with Carbon Nitride Photocatalysts

氮化碳 化学 石墨氮化碳 光催化 超快激光光谱学 光谱学 电子转移 氮化物 飞秒 光化学 有机化学 物理 催化作用 图层(电子) 激光器 光学 量子力学
作者
Kathryn L. Corp,Cody W. Schlenker
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:139 (23): 7904-7912 被引量:282
标识
DOI:10.1021/jacs.7b02869
摘要

Solar hydrogen generation from water represents a compelling component of a future sustainable energy portfolio. Recently, chemically robust heptazine-based polymers known as graphitic carbon nitrides (g-C3N4) have emerged as promising photocatalysts for hydrogen evolution using visible light while withstanding harsh chemical environments. However, since g-C3N4 electron-transfer dynamics are poorly understood, rational design rules for improving activity remain unclear. Here, we use visible and near-infrared femtosecond transient absorption (TA) spectroscopy to reveal an electron-transfer cascade that correlates with a near-doubling in photocatalytic activity from 2050 to 3810 μmol h-1 g-1 when we infuse a suspension of bulk g-C3N4 with 10% mass loading of chemically exfoliated carbon nitride. TA spectroscopy indicates that exfoliated carbon nitride quenches photogenerated electrons on g-C3N4 at rates approaching the molecular diffusion limit. The TA signal for photogenerated electrons on g-C3N4 decays with a time constant of 1/ke' = 660 ps in the mixture versus 1/ke = 4.1 ns in g-C3N4 alone. Our TA measurements suggest that the charge generation efficiency in g-C3N4 is greater than 65%. Exfoliated carbon nitride, which liberates only trace hydrogen levels when photoexcited directly, does not appear to independently sustain appreciable long-lived charge generation. Thus, the activity enhancement in the two-component infusion evidently results from a cooperative effect in which charge is generated on g-C3N4, followed by electron transfer to exfoliated carbon nitride containing photocatalytic chain terminations. This correlation between electron transfer and photocatalytic activity provides new insight into structural modifications for controlling charge separation dynamics and activity of carbon-based photocatalysts.
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
2秒前
lhy12345完成签到 ,获得积分10
2秒前
852应助清爽冬莲采纳,获得10
3秒前
照徊思发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
易安发布了新的文献求助10
3秒前
TaoJ发布了新的文献求助10
4秒前
xiahaijun发布了新的文献求助10
4秒前
Natural完成签到,获得积分10
5秒前
yciDo完成签到,获得积分10
7秒前
猪猪侠完成签到,获得积分10
7秒前
科研通AI6.1应助chenyuns采纳,获得10
8秒前
ycy发布了新的文献求助10
9秒前
宇宇完成签到 ,获得积分10
9秒前
zhaoshuo发布了新的文献求助30
9秒前
克丽斯汀朵夫完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
SciKid524完成签到 ,获得积分10
13秒前
米线儿完成签到,获得积分10
13秒前
17秒前
勤劳的笑蓝完成签到,获得积分10
20秒前
NexusExplorer应助xiahaijun采纳,获得10
21秒前
小b亮完成签到 ,获得积分10
22秒前
23秒前
iwaking完成签到,获得积分10
23秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
25秒前
26秒前
ycy完成签到,获得积分10
26秒前
30秒前
共享精神应助高贵焦采纳,获得10
30秒前
TaoJ发布了新的文献求助10
31秒前
wsb76完成签到 ,获得积分10
32秒前
玉子完成签到 ,获得积分10
33秒前
爆米花应助季裕采纳,获得10
35秒前
景承完成签到 ,获得积分10
36秒前
曾瀚宇完成签到,获得积分10
36秒前
Tracy完成签到 ,获得积分10
36秒前
化学课die表完成签到 ,获得积分10
38秒前
慕青应助馍馍采纳,获得10
39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
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Aerospace Engineering Education During the First Century of Flight 3000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Les Mantodea de guyane 2000
Electron Energy Loss Spectroscopy 1500
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 5779546
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5648402
关于积分的说明 15451994
捐赠科研通 4910795
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2642900
邀请新用户注册赠送积分活动 1590549
关于科研通互助平台的介绍 1544981