Copper-Sulfur-Nitrogen Cluster Providing a Local Proton for Efficient Carbon Dioxide Photoreduction

光催化 催化作用 等结构 星团(航天器) 质子化 光化学 氧化还原 材料科学 带隙 化学 无机化学 结晶学 晶体结构 光电子学 有机化学 离子 计算机科学 程序设计语言
作者
Jian‐Peng Dong,Yue Xu,Xun‐Guang Zhang,Huan Zhang,Ling Yao,Rui Wang,Shuang‐Quan Zang
出处
期刊:Research Square - Research Square
标识
DOI:10.21203/rs.3.rs-2708407/v1
摘要

Abstract Atomically precise Cu clusters are highly desirable as catalysts for CO 2 reduction reaction (CO 2 RR), and they provide an appropriate model platform for elaborating their structure–activity relationship. However, an efficient overall photocatalytic CO 2 RR with H 2 O using assembled Cu-cluster aggregates as heterogeneous photosensitive semiconductors has not been reported. Herein, we report a stable crystalline Cu–S–N cluster photocatalyst with local protonated N–H groups (denoted as Cu 6 –NH ). The catalyst exhibits suitable photocatalytic redox potentials, high structural stability, active catalytic species, and a narrow bandgap, which account for its outstanding photocatalytic CO 2 RR performance under visible light, with ~100% selectivity for CO evolution. Remarkably, systematic isostructural Cu-cluster control experiments, in situ infrared spectroscopy, and density functional theory calculations revealed that the protonated pyrimidine N atoms in the Cu 6 –NH cluster act as a proton relay station, providing a local proton during the photocatalytic CO 2 RR. This efficiently lowers the energy barrier for the formation of the *COOH intermediate, which is the rate-limiting step, efficiently enhancing the photocatalytic performance. This work lays the foundation for the development of atomically precise metal-cluster-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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
SYLH应助我有机会采纳,获得10
1秒前
萧水白发布了新的文献求助30
3秒前
FF完成签到 ,获得积分10
4秒前
发嗲的炳发布了新的文献求助10
4秒前
桃桃发布了新的文献求助10
5秒前
123456789完成签到,获得积分10
5秒前
flysky120发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
大方的梦柏完成签到,获得积分20
8秒前
英俊的铭应助乐观忆之采纳,获得10
9秒前
tdtk发布了新的文献求助10
9秒前
量子星尘发布了新的文献求助50
11秒前
12秒前
活泼的踏歌完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
Ava应助积极的曼彤采纳,获得10
14秒前
俊秀的芫发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
爆米花应助flysky120采纳,获得30
15秒前
桃桃完成签到,获得积分10
16秒前
沐浴清风发布了新的文献求助10
16秒前
HXB发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
Akim应助zhangyan00004采纳,获得10
18秒前
For发布了新的文献求助10
19秒前
jiaxingsun发布了新的文献求助10
19秒前
叶文轩发布了新的文献求助30
20秒前
22秒前
23秒前
23秒前
24秒前
李颖发布了新的文献求助10
26秒前
李健应助wht采纳,获得10
26秒前
26秒前
usdivff发布了新的文献求助10
27秒前
wave完成签到 ,获得积分10
27秒前
斗罗大陆完成签到,获得积分10
29秒前
30秒前
Lucas应助shuang采纳,获得10
32秒前
Kia完成签到,获得积分10
32秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 2400
Ophthalmic Equipment Market by Devices(surgical: vitreorentinal,IOLs,OVDs,contact lens,RGP lens,backflush,diagnostic&monitoring:OCT,actorefractor,keratometer,tonometer,ophthalmoscpe,OVD), End User,Buying Criteria-Global Forecast to2029 2000
Optimal Transport: A Comprehensive Introduction to Modeling, Analysis, Simulation, Applications 800
Official Methods of Analysis of AOAC INTERNATIONAL 600
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 588
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 500
T/CIET 1202-2025 可吸收再生氧化纤维素止血材料 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 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 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3953205
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3498532
关于积分的说明 11092425
捐赠科研通 3229120
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1785211
邀请新用户注册赠送积分活动 869286
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 801415