Photocatalytic Coreduction of N2 and CO2 with H2O to (NH2)2CO on 2D-CdS/3D-BiOBr

异质结 光催化 分子 尿素 量子产额 热液循环 可见光谱 化学 材料科学 光化学 纳米技术 化学工程 催化作用 有机化学 物理 光电子学 光学 荧光 工程类
作者
Yingshu Wang,Shuyue Wang,Jiasi Gan,Jinni Shen,Zizhong Zhang,Huidong Zheng,Xuxu Wang
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:11 (5): 1962-1973 被引量:7
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.2c06827
摘要

One-pot synthesis of urea [(NH2)2CO] from easily available small molecules, that is, N2, CO2, and H2O, is an extremely attractive but very challenging reaction. 2D-CdS@3D-BiOBr composites with S-scheme heterojunctions are constructed via a facile hydrothermal technique followed by a self-assembly method and shown to be an excellent photocatalyst enabling the reduction of N2 and CO2 with H2O to (NH2)2CO under visible light. The optimal 40%2D-CdS@3D-BiOBr sample shows up to 15 μmol·g–1·h–1 total yield of NH3 and (NH2)2CO, of which (NH2)2CO accounts for 54%. The apparent quantum efficiency (AQE) is 3.93% for urea production. On the photocatalyst, urea is speculated to form by two possible chemical routes. One is direct photocatalytic synthesis. Both N2 and CO2 molecules are activated by the Cd2+ ion of 2D-CdS and the oxygen defect of 3D-BiOBr at the edges of the heterojunction interface of 2D-CdS/3D-BiOBr, respectively. *HNCONH* is the key intermediate of the formation of (NH2)2CO molecules. The other is indirect synthesis by photocatalysis and then thermocatalysis. N2 is reduced into NH3 and CO2 is reduced into CO on 2D-CdS by the photogenerated electrons and protons, and then the formed NH3 reacts with the reactant CO2 or the product CO to form (NH2)2CO by thermocatalysis on 2D-CdS. The former is dominant for urea synthesis. The work confirms that urea could be synthesized photocatalytically from cheap N2, CO2, and H2O under visible light. A composite heterojunction semiconductor could be a prospective photocatalyst appropriate for the complex reaction.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
啦啦累完成签到,获得积分10
刚刚
英俊的铭应助冰糕采纳,获得10
3秒前
3秒前
小张完成签到 ,获得积分10
3秒前
单薄沐夏完成签到 ,获得积分10
3秒前
无一完成签到 ,获得积分10
4秒前
义气蚂蚁完成签到,获得积分10
5秒前
饱满松鼠完成签到 ,获得积分10
5秒前
火星上宛秋完成签到 ,获得积分10
5秒前
小柯基学从零学起完成签到 ,获得积分10
6秒前
魔幻高烽完成签到,获得积分10
6秒前
8秒前
SS1988完成签到 ,获得积分10
10秒前
自己发布了新的文献求助10
13秒前
脑洞疼应助义气蚂蚁采纳,获得10
14秒前
健壮的思枫完成签到,获得积分10
15秒前
繁荣的世界完成签到,获得积分10
16秒前
科研通AI2S应助vincent采纳,获得10
18秒前
19秒前
zheyu完成签到,获得积分10
21秒前
SHUAI完成签到,获得积分10
23秒前
momo完成签到,获得积分10
25秒前
25秒前
852应助自己采纳,获得10
27秒前
英姑应助齐齐巴宾采纳,获得10
28秒前
车明雪完成签到,获得积分20
28秒前
lx完成签到 ,获得积分10
30秒前
轻松思枫完成签到 ,获得积分10
31秒前
了凡完成签到 ,获得积分10
31秒前
金花猪饲养员完成签到,获得积分10
31秒前
LYSnow7完成签到 ,获得积分10
32秒前
Wjh123456完成签到,获得积分10
33秒前
xinghhhe完成签到,获得积分10
34秒前
Xtals应助科研通管家采纳,获得10
35秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
35秒前
35秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
35秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
35秒前
35秒前
全一斩完成签到,获得积分10
36秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Defense against predation 800
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3137115
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2788086
关于积分的说明 7784551
捐赠科研通 2444121
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1299763
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 625574
版权声明 601011