Accelerating solar driven CO2 reduction via sulfur-doping boosted water dissociation and proton transfer

光催化 光化学 离解(化学) 催化作用 化学 吸附 光热治疗 材料科学 纳米技术 物理化学 有机化学
作者
Ke Yan,Liang Chen,Yangguang Hu,Ting Wang,Cong Chen,Chao Gao,Youju Huang,Benxia Li
出处
期刊:Nano Research [Springer Science+Business Media]
卷期号:17 (3): 1056-1065 被引量:41
标识
DOI:10.1007/s12274-023-5888-3
摘要

Exploring efficient photocatalysts for solar driven CO2 reduction with water (H2O) as a proton donor is highly imperative but remains a great challenge because the synchronous enhancement of CO2 activation, H2O dissociation and proton transfer is hardly achieved on a photocatalyst. Particularly, the sluggish H2O dissociation impedes the photocatalytic CO2 reduction reaction involving multiple proton–electron coupling transfer processes. Herein, a sulfur-doped BiOCl (S-BiOCl) photocatalyst with abundant oxygen vacancies (OV) is developed, which exhibits broadband-light harvesting across solar spectrum and distinct photothermal effect due to photochromism. For photocatalytic CO2 reduction with H2O in a gas-solid system, the high CO yield of 49.76 µmol·gcat−1·h−1 with 100% selectivity is achieved over the S-BiOCl catalyst under a simulated sunlight. The H2O-assisted CO2 reduction reaction on S-BiOCl catalyst is triggered by photocatalysis and the photothermal heating further enhances the reaction rate. The kinetic isotope experiments indicate that the sluggish H2O dissociation affects the whole photocatalytic CO2 reduction process. The presence of oxygen vacancies promotes the adsorption and activation of H2O and CO2, and the doped S sites play a crucial role in boosting H2O dissociation and accelerating the dynamic migration of hydrogen species. As a result, the ingenious integration of OV defects, S sites and photothermal effect in S-BiOCl catalyst conjointly contributes to the significant improvement in photocatalytic CO2 reduction performance.
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
33完成签到 ,获得积分10
2秒前
小石头完成签到 ,获得积分10
3秒前
来都来了完成签到 ,获得积分10
4秒前
缨绒完成签到 ,获得积分10
5秒前
小小小乐完成签到 ,获得积分10
5秒前
热心市民完成签到 ,获得积分10
8秒前
Chem34完成签到,获得积分0
11秒前
开心小鸭子完成签到,获得积分10
12秒前
ycd完成签到,获得积分10
13秒前
16秒前
990724完成签到 ,获得积分10
16秒前
saxg_hu完成签到 ,获得积分10
19秒前
Sofia完成签到 ,获得积分0
24秒前
小冰完成签到,获得积分10
25秒前
xiayil完成签到 ,获得积分10
25秒前
刻苦的胜完成签到 ,获得积分10
25秒前
梅梅也完成签到,获得积分10
26秒前
章诚完成签到,获得积分10
26秒前
juju1234完成签到 ,获得积分10
27秒前
andy应助houshyari采纳,获得10
27秒前
gfasdjsjdsjd发布了新的文献求助10
28秒前
xiaolizi应助科研通管家采纳,获得50
29秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
29秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得30
29秒前
叶问夏完成签到 ,获得积分10
30秒前
MingWang完成签到 ,获得积分10
30秒前
啧啧完成签到 ,获得积分10
30秒前
唯为完成签到,获得积分10
33秒前
34秒前
祝你发财完成签到,获得积分10
35秒前
欣喜的香菱完成签到 ,获得积分10
37秒前
GingerF应助Silence采纳,获得50
40秒前
CadoreK完成签到 ,获得积分10
40秒前
He发布了新的文献求助10
40秒前
李思超完成签到 ,获得积分10
41秒前
小白白完成签到 ,获得积分10
43秒前
满意的灵枫完成签到 ,获得积分10
44秒前
liuyq0501完成签到,获得积分0
44秒前
淡如水完成签到 ,获得积分10
47秒前
sxc完成签到 ,获得积分10
48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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Metallurgy at high pressures and high temperatures 2000
An Introduction to Medicinal Chemistry 第六版习题答案 600
应急管理理论与实践 530
Cleopatra : A Reference Guide to Her Life and Works 500
Fundamentals of Strain Psychology 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6339929
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8155055
关于积分的说明 17135952
捐赠科研通 5395598
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2858829
邀请新用户注册赠送积分活动 1836580
关于科研通互助平台的介绍 1686866