Graphitic Carbon Nitride Doped with Biphenyl Diimide: Efficient Photocatalyst for Hydrogen Peroxide Production from Water and Molecular Oxygen by Sunlight

石墨氮化碳 光化学 光催化 催化作用 太阳能燃料 制氢 光催化分解水 化学 材料科学 分解水 有机化学
作者
Yusuke Kofuji,Satoshi Ohkita,Yasuhiro Shiraishi,Hirokatsu Sakamoto,Shunsuke Tanaka,Satoshi Ichikawa,Takayuki Hirai
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:6 (10): 7021-7029 被引量:332
标识
DOI:10.1021/acscatal.6b02367
摘要

Photocatalytic hydrogen peroxide (H2O2) production from water and molecular oxygen (O2) by sunlight is a promising strategy for green, safe, and sustainable H2O2 synthesis. We prepared graphitic carbon nitride (g-C3N4) doped with electron-deficient biphenyl diimide (BDI) units by a simple calcination procedure. The g-C3N4/BDI catalyst, when photoirradiated by visible light (λ >420 nm) in pure water with O2, successfully promotes water oxidation by the photogenerated valence band holes and selective two-electron reduction of O2 by the conduction band electrons, resulting in successful production of millimolar levels of H2O2. Electrochemical analysis, Raman spectroscopy, and ab initio calculation results revealed that, upon photoexcitation of the catalyst, the photogenerated positive holes are localized on the BDI unit while the conduction band electrons are localized on the melem unit. This spatial charge separation suppresses rapid recombination of the hole–electron pairs and facilitates efficient H2O2 production. The solar-to-chemical energy conversion efficiency for H2O2 production is 0.13%, which is comparable to that for photosynthetic plants. This metal-free photocatalysis therefore shows potential as an artificial photosynthesis for clean solar fuel production.
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
3秒前
wjx关闭了wjx文献求助
4秒前
幸运星辰完成签到 ,获得积分10
5秒前
黄辉冯完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
书中魂我自不理会完成签到 ,获得积分10
6秒前
Cherry完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
卡卡发布了新的文献求助50
8秒前
大老黑完成签到,获得积分10
8秒前
fisheepyy发布了新的文献求助10
8秒前
大模型应助仲夏采纳,获得10
8秒前
CodeCraft应助欣慰的乌冬面采纳,获得10
10秒前
10秒前
ll应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
彭于晏应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
ll应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
ll应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
yar应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
小马甲应助橙子采纳,获得10
11秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
11秒前
SilvanYang应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
11秒前
11秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
13秒前
nemuruinu应助wjx采纳,获得10
14秒前
liss完成签到 ,获得积分10
15秒前
sily发布了新的文献求助10
17秒前
nczpf2010完成签到,获得积分10
18秒前
mumu完成签到,获得积分10
19秒前
min完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 700
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
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 3975375
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3519718
关于积分的说明 11199471
捐赠科研通 3256067
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1798075
邀请新用户注册赠送积分活动 877386
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 806305