Efficient Charge and Proton Balance Enabled by a 2D/2D S‐Scheme Heterojunction with a Nanochamber Design for Better Synergy of Photocatalytic CO2 Methanation and Benzylamine Oxidation

材料科学 异质结 光催化 苄胺 甲烷化 质子 电荷(物理) 光电子学 光化学 纳米技术 催化作用 有机化学 物理 化学 量子力学
作者
Yan Zhang,Fengying Cao,Shuyi Zhao,Jinkai Zhang,Shuxian Zhong,Hui Mao,Leihong Zhao,Song Bai
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:35 (3) 被引量:13
标识
DOI:10.1002/adfm.202413830
摘要

Abstract Light‐driven CO 2 reduction integrated with benzylamine (BA) oxidation provides a promising means for achieving sustainable development, whereas whose effectiveness is challenged by imbalanced charge transfer/utilization and proton supply/consumption. To conquer these issues, herein, a 2D/2D inorganic/organic S‐scheme heterojunction is reported with a nanochamber design, featuring large‐area interfacial contact between the components for carrier transfers and sufficient exposure of spatially separated redox sites for surface reactions. Remarkably, the designed BiOI@hollow zinc‐porphyrin conjugated polymer (ZnPCP) catalyst delivers a high CH 4 yield of 577.1 µmol g cat −1 h −1 and a stoichiometric N‐benzylidenebenzylamine (BDA) output of 2300.3 µmol g cat −1 h −1 , with both selectivities exceeding 96%. Zn coordination to porphyrin not only amplifies the internal electric field of the heterojunction and induces an intramolecular polarization electric field within ZnPCP, but also facilitates CO 2 adsorption/activation and lowers the energy barriers for CO 2 methanation, improving the charge transfer/separation dynamics and regulating the reduction reaction kinetics. Moreover, hollow chambers increase the photon and charge utilization, and coordinate the proton release and consumption, encouraging the dehydrogenation C─N coupling of BA to BDA, while simultaneously discouraging the hydrogenation of BDA to secondary amines. This study emphasizes the significance of attaining charge and proton equilibrium, providing a fresh avenue for enhancing the efficiency of photoredox catalysis.
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
英俊的铭应助忍冬半夏采纳,获得10
1秒前
能干筝完成签到 ,获得积分10
1秒前
3秒前
危险份子完成签到,获得积分10
3秒前
pei发布了新的文献求助10
4秒前
小马甲应助大师傅大师傅采纳,获得10
4秒前
贺光萌发布了新的文献求助10
5秒前
zz完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
科研小白完成签到,获得积分20
6秒前
Hiccupsssss完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
SW完成签到,获得积分10
9秒前
zsy发布了新的文献求助10
10秒前
zqy完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
Hiccupsssss发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
12秒前
勤劳志泽完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
13秒前
14秒前
14秒前
热衷完成签到,获得积分10
14秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
14秒前
orixero应助无奈的老姆采纳,获得10
14秒前
左左完成签到,获得积分10
15秒前
科研通AI5应助SW采纳,获得10
15秒前
15秒前
啦啦啦完成签到 ,获得积分10
16秒前
思源应助季双洋采纳,获得10
16秒前
16秒前
多喝热水发布了新的文献求助10
16秒前
19秒前
章鱼发布了新的文献求助10
19秒前
丰富青文完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
dddddddd发布了新的文献求助10
21秒前
Water发布了新的文献求助10
21秒前
高分求助中
Comprehensive Toxicology Fourth Edition 24000
(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
LRZ Gitlab附件(3D Matching of TerraSAR-X Derived Ground Control Points to Mobile Mapping Data 附件) 2000
World Nuclear Fuel Report: Global Scenarios for Demand and Supply Availability 2025-2040 800
The Social Work Ethics Casebook(2nd,Frederic G. R) 600
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 500
AASHTO LRFD Bridge Design Specifications (10th Edition) with 2025 Errata 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 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5124448
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4328721
关于积分的说明 13488255
捐赠科研通 4163099
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2282182
邀请新用户注册赠送积分活动 1283377
关于科研通互助平台的介绍 1222607