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Uncovering Original Z Scheme Heterojunctions of COF/MOx (M = Ti, Zn, Zr, Sn, Ce, and Nb) with Ascendant Photocatalytic Selectivity for Virtually 99.9% NO‐to‐NO3− Oxidation

材料科学 异质结 光催化 选择性 氮氧化物 催化作用 激进的 吸附 氧化物 共价有机骨架 光化学 氧气 化学工程 无机化学 光电子学 燃烧 有机化学 化学 复合材料 冶金 工程类 多孔性
作者
Yujiao Zhang,Zhao Hu,Heng Zhang,Hu Li,Song Yang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:33 (42) 被引量:15
标识
DOI:10.1002/adfm.202303851
摘要

Abstract Novel Covalent organic skeleton/metal oxide (COF/MO x ; M = Ti, Zn, Zr, Sn, Ce, Nb) Z scheme heterojunction is constructed to achieve highly selective oxidation of nitric oxide (NO). Under visible‐light irradiation, the optimized COF/TiO 2 (CF/TS0.05) catalyst showed an excellent NO removal rate (64.5%), resulting from the improvement of light absorption performance, the separation efficiency of photoexcited electron‐hole pairs, and O 2 activation due to the uniform coating of COF. Meanwhile, the electrons are captured by the adsorbed oxygen to effectively render into superoxide radicals as the main active species, and the corresponding holes are retained at the complex interface due to the hydrophobic COF coating, which extremely reduced the ability of activated water to produce hydroxyl radicals and limited the production of intermediate nitrogen dioxide (NO 2 ), thereby improving the oxidation selectivity toward nitrate (NO 3 − ) at 99.9% in the Z scheme heterojunction. More importantly, other COF/MO x catalysts also exhibited superior selectivity and activity, meaning that this scheme is credited with universality. In short, this study reveals that the generation of only one main reactive oxygen species is enhanced by reasonable control of electron‐hole pair in the new Z scheme heterojunction to significantly increase photocatalytic performance and selectivity.
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