Boron-doped nitrogen-deficient carbon nitride-based Z-scheme heterostructures for photocatalytic overall water splitting

异质结 材料科学 光催化 兴奋剂 氮化碳 光催化分解水 分解水 纳米技术 氮化物 化学工程 光电子学 碳纤维 催化作用 化学 图层(电子) 复合数 复合材料 有机化学 工程类 生物化学
作者
Daming Zhao,Yiqing Wang,Chung‐Li Dong,Yucheng Huang,Jie Chen,Fei Xue,Shaohua Shen,Liejin Guo
出处
期刊:Nature Energy [Springer Nature]
卷期号:6 (4): 388-397 被引量:1307
标识
DOI:10.1038/s41560-021-00795-9
摘要

Photocatalytic overall water splitting can be achieved using Z-scheme systems that mimic natural photosynthesis by combining dissimilar semiconductors in series. However, coupling well-suited H2- and O2-evolving components remains challenging. Here, we fabricate a Z-scheme system for photocatalytic overall water splitting based on boron-doped, nitrogen-deficient carbon nitride two-dimensional (2D) nanosheets. We prepare ultrathin carbon nitride nanosheets with varying levels of boron dopants and nitrogen defects, which leads to nanosheets that can act as either H2- or O2-evolving photocatalysts. Using an electrostatic self-assembly strategy, the nanosheets are coupled to obtain a 2D/2D polymeric heterostructure. Owing to their ultrathin nanostructures, strong interfacial interaction and staggered band alignment, a Z-scheme route for efficient charge-carrier separation and transfer is realized. The obtained heterostructure achieves stoichiometric H2 and O2 evolution in the presence of Pt and Co(OH)2 co-catalysts, and the solar-to-hydrogen efficiency reaches 1.16% under one-sun illumination. Splitting water using suspensions of particulate carbon nitride-based photocatalysts may be a cheap way to produce hydrogen, but efficiencies have remained low. Now, Shen and colleagues use doped carbon nitride-based Z-scheme heterostructures to split water with a solar-to-hydrogen efficiency of 1.1% in the presence of metal-based co-catalysts.
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
rtchou发布了新的文献求助10
1秒前
owenenen完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
fmsai发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
LeKuai发布了新的文献求助10
3秒前
上官若男应助Nxxxxxx采纳,获得10
3秒前
xiaolizi应助踏雪寻梅此采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
认真乐双发布了新的文献求助10
5秒前
落花神完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
阳光下的星星完成签到 ,获得积分10
6秒前
芋泥像鱼发布了新的文献求助20
7秒前
7秒前
领导范儿应助xzzt采纳,获得10
9秒前
CodeCraft应助LUE采纳,获得10
9秒前
Dorren完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
12秒前
端庄凌文完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
13秒前
13秒前
rtchou发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
13秒前
丘比特应助饱胀采纳,获得10
14秒前
要成功完成签到,获得积分10
14秒前
幽默龙猫完成签到,获得积分10
15秒前
CodeCraft应助陈成采纳,获得10
15秒前
高高雪瑶完成签到,获得积分10
15秒前
李爱国应助LeKuai采纳,获得10
15秒前
科研怪物完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
Nxxxxxx发布了新的文献求助10
16秒前
6D的D发布了新的文献求助10
17秒前
西米完成签到,获得积分10
18秒前
Sean发布了新的文献求助20
18秒前
高分求助中
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Propeller Design 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 1500
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 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6010665
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7556567
关于积分的说明 16134437
捐赠科研通 5157332
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2762362
邀请新用户注册赠送积分活动 1740942
关于科研通互助平台的介绍 1633458