Selective visible-light-driven photocatalytic CO2 reduction to CH4 mediated by atomically thin CuIn5S8 layers

选择性 光催化 材料科学 质子化 光化学 分子 硫黄 化学工程 纳米技术 催化作用 离子 化学 有机化学 工程类
作者
Xiaodong Li,Yongfu Sun,Jiaqi Xu,Yanjie Shao,Ju Wu,Xiaoliang Xu,Yang Pan,Huanxin Ju,Junfa Zhu,Yi Xie
出处
期刊:Nature Energy [Springer Nature]
卷期号:4 (8): 690-699 被引量:1130
标识
DOI:10.1038/s41560-019-0431-1
摘要

Due to the large number of possible products and their similar reduction potentials, a significant challenge in CO2 photoreduction is achieving selectivity to a single product while maintaining high conversion efficiency. Controlling the reaction intermediates that form on the catalyst surface through careful catalyst design is therefore crucial. Here, we prepare atomically thin layers of sulfur-deficient CuIn5S8 that contain charge-enriched Cu–In dual sites, which are highly selective towards photocatalytic production of CH4 from CO2. We propose that the formation of a highly stable Cu–C–O–In intermediate at the Cu–In dual sites is the key feature determining selectivity. We suggest that this configuration not only lowers the overall activation energy barrier, but also converts the endoergic protonation step to an exoergic reaction process, thus changing the reaction pathway to form CH4 instead of CO. As a result, the CuIn5S8 single-unit-cell layers achieve near 100% selectivity for visible-light-driven CO2 reduction to CH4 over CO, with a rate of 8.7 μmol g−1 h−1. Many different molecules can form during photocatalytic reduction of CO2, so identifying catalyst structure–product selectivity relationships is vital. Here, the authors find that sulfur-deficient CuIn5S8 is highly selective to CH4 and suggest that the presence of Cu–In binding sites is key to this behaviour.
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
楠竹完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
刚刚
慕青应助和谐的玉米采纳,获得10
1秒前
葛立峰发布了新的文献求助10
1秒前
陈媛发布了新的文献求助30
2秒前
kk完成签到,获得积分10
2秒前
Ting发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
小陈完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
小马甲应助yanyimeng采纳,获得10
6秒前
墨苏发布了新的文献求助10
6秒前
英俊的铭应助kaka采纳,获得10
6秒前
7秒前
邢从丹完成签到,获得积分20
7秒前
无名发布了新的文献求助10
8秒前
akjsi发布了新的文献求助10
8秒前
小陈发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
此木完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
在下天池宫人间行走完成签到,获得积分10
9秒前
未雨绸缪完成签到,获得积分10
9秒前
Zzzjjj123发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
赘婿应助LiangYongrui采纳,获得10
11秒前
高源发布了新的文献求助10
11秒前
曲光彩发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
xinxin发布了新的文献求助10
13秒前
华仔应助Van采纳,获得10
13秒前
曲子是谁发布了新的文献求助10
14秒前
共享精神应助凤梨采纳,获得10
14秒前
在水一方应助TN采纳,获得20
14秒前
吴映波完成签到,获得积分10
14秒前
思源应助xiaojingyang0802采纳,获得10
16秒前
16秒前
高分求助中
Evolution 2001
Impact of Mitophagy-Related Genes on the Diagnosis and Development of Esophageal Squamous Cell Carcinoma via Single-Cell RNA-seq Analysis and Machine Learning Algorithms 2000
Decision Theory 1000
How to Create Beauty: De Lairesse on the Theory and Practice of Making Art 1000
Gerard de Lairesse : an artist between stage and studio 670
大平正芳: 「戦後保守」とは何か 550
Angio-based 3DStent for evaluation of stent expansion 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 2991993
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2652329
关于积分的说明 7171829
捐赠科研通 2287558
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1212374
版权声明 592573
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 591933