Sono‐Piezo‐Photosynthesis of Ethylene and Acetylene from Bioethanol under Ambient Conditions

乙烯 材料科学 乙炔 光催化 石墨烯 氧化物 纳米技术 化学工程 光化学 有机化学 催化作用 化学 工程类 冶金
作者
Yue Jiang,Jiajun Zhang,Hongyang Ma,Shujie Zhou,Hsun‐Yen Lin,Sajjad S. Mofarah,Mark Lockrey,Teng Lü,Hangjuan Ren,Xiaoran Zheng,Maichael Gunawan,Suchen Huang,Yu‐Chun Huang,Fenglin Zhuo,Dali Ji,Judy N. Hart,Yun Liu,Jyh Ming Wu,M. Ashokkumar,Danyang Wang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:35 (27) 被引量:10
标识
DOI:10.1002/adfm.202425784
摘要

Abstract The catalytic conversion of bioethanol to ethylene (C 2 H 4 ) and acetylene (C 2 H 2 ) offers a transformative approach to sustainable production of two industrial cornerstones for organic compound and polymer syntheses, thereby offering significant economic and environmental advantages. In contrast, current methods for the synthesis of these C 2 hydrocarbons rely on energy‐ and carbon‐intensive processes that require high temperatures and pressures. The present work addresses these limitations with a novel, low‐energy, bioethanol‐conversion strategy operating at room temperature and ambient pressure using sono‐piezo‐photocatalysts. A novel heterostructure of graphene oxide fragments (GO) and sodium bismuth titanate (NBT) within a core‐shell microstructure achieved outstanding C 2 H 4 and C 2 H 2 production rates of 134.1 and 55.5 µmol/g/h, respectively. The conversion mechanism is driven by (1) bubble collapse during ultrasound irradiation, generating localized high temperatures (≈4000 K) and pressures (≈100 MPa), and (2) piezo‐photocatalytic tuning of GO/NBT by enhanced charge separation and transfer. DFT simulations revealed detailed sono‐piezo‐photocatalytic conversion pathways, showing significant reductions in energy barriers for C 2 H 4 (22.0 kcal mol −1 ) and C 2 H 2 (48.0 kcal mol −1 ) formation. These findings emphasize the critical role of the catalyst in cleaving both C─H and C─O bonds effectively, leading to the desired product formation.
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
LYNN完成签到,获得积分10
刚刚
CAR-T DOG完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
Wxx完成签到,获得积分10
刚刚
细心的语蓉完成签到,获得积分10
刚刚
忧伤的书白完成签到,获得积分10
1秒前
打打的应助被鹅鹅不哭采纳,获得10
1秒前
路灯发布了新的文献求助10
1秒前
LuLu发布了新的文献求助10
1秒前
Hippo完成签到,获得积分10
1秒前
VV发布了新的文献求助10
1秒前
little elvins发布了新的文献求助10
1秒前
香蕉觅云的应助被n11采纳,获得10
2秒前
yunaue发布了新的文献求助10
2秒前
anzhou完成签到 ,获得积分10
2秒前
cldg完成签到,获得积分10
2秒前
汉堡包的应助被qdzrl002采纳,获得10
2秒前
urology dog完成签到,获得积分10
2秒前
小野发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
Charlene发布了新的文献求助10
3秒前
孤独的南松的应助被Heuoo采纳,获得10
4秒前
无花果的应助被拼搏的梦凡采纳,获得10
4秒前
5秒前
orixero的应助被LEE采纳,获得10
5秒前
5秒前
彭于晏的应助被qwerty采纳,获得10
5秒前
刘泉发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
CodeCraft的应助被眠羊采纳,获得10
7秒前
小鱼丸发布了新的文献求助10
7秒前
Jasper的应助被ll采纳,获得10
7秒前
7秒前
小油菜完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
説好发布了新的文献求助10
8秒前
phyllis完成签到,获得积分10
8秒前
yang完成签到 ,获得积分10
8秒前
献世完成签到,获得积分10
8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
Energie-Contracting 1500
Mathematical models in hydrology 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Butadiene hydroxytelechelic oligomers PBHT 500
Ecotourism 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8080041
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9496536
关于积分的说明 21394763
捐赠科研通 7648209
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3401094
关于科研通互助平台的介绍 2530457
邀请新用户注册赠送积分活动 2439909