Metal-free photocatalyst for nitrogen fixation under visible light based on COF/g-C3N4/ CNT nanocomposite

光催化 共价键 可见光谱 材料科学 石墨氮化碳 氮化碳 共价有机骨架 纳米复合材料 化学工程 催化作用 光化学 碳纳米管 吸附 光电流 氨生产 纳米技术 化学 有机化学 光电子学 工程类
作者
Hao Luo,Jiaxin Yan,Yiwei Shan,Jianwen Zhou,Jun Yu,Bruno Boury,Hui Wu,He Xiao,Liulian Huang,Zhanhui Yuan,Lihui Chen
出处
期刊:Journal of environmental chemical engineering [Elsevier BV]
卷期号:10 (3): 107713-107713 被引量:32
标识
DOI:10.1016/j.jece.2022.107713
摘要

Rational design of efficient semiconductors for photocatalytic nitrogen fixation is an urgent challenge for artificial ammonia (NH3) production under mild condition. Recently, graphitic carbon nitride (g-C3N4, CN) shows fascinating potential in photocatalytic nitrogen fixation under visible light. However, compared with other catalysts, the low NH3 production with pure CN leads to the restriction of practical application. Herein, we covalently coupled covalent organic frameworks (Tptta-COF) and carboxylated carbon nanotubes (CNT) onto CN with amido-linkage and imine-linkage, respectively, through the hydrothermal reaction. Compared with the pristine CN, the obtained COF/CN/CNT achieved larger specific surface area, more visible light absorption and more efficient separation of the photo-generated carriers. The optimal catalyst (COF/CN/CNT) exhibited enhanced photocatalytic activity with NH3 conversion of 864 μmol·g−1 within 4 h under visible light illumination. Moreover, the introduction of COF and CNT results in a 6.20 times improved photocatalytic NH3 conversion rate (211 μmol·g−1·h−1) under visible light in contrast to that of the pure CN. The boosting NH3 production is due to the dual covalent decoration effect of COF and CNT. On the one hand, the COF introduction is favorable for the regulation of band gap, promoting specific surface area as well as N2 adsorption ability. On the other hand, the CNT introduction not only enhances optical light harvesting, but also accelerates the transfer of photo-excited electron, maintaining high efficient separation of photo-generated carriers. This dual covalent decoration, therefore, shows a potential as a feasible strategy of combining light-harvesting and charge transfer for efficient NH3 production.
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
世上僅有的榮光之路完成签到,获得积分0
1秒前
Andrew02应助萧水白采纳,获得10
3秒前
快递乱跑完成签到 ,获得积分10
4秒前
越幸运完成签到 ,获得积分10
8秒前
雁塔完成签到 ,获得积分10
10秒前
可乐完成签到 ,获得积分10
10秒前
怡然念之完成签到 ,获得积分10
13秒前
你今天学了多少完成签到 ,获得积分10
22秒前
24秒前
大傻春完成签到 ,获得积分10
28秒前
诸葛烤鸭完成签到,获得积分10
30秒前
李天浩完成签到 ,获得积分10
34秒前
橘子石榴完成签到,获得积分10
38秒前
yzhilson完成签到 ,获得积分10
41秒前
YEFEIeee完成签到 ,获得积分10
42秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
46秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
46秒前
50秒前
RYK完成签到 ,获得积分10
51秒前
甜甜灵槐完成签到 ,获得积分10
51秒前
52秒前
54秒前
縤雨完成签到 ,获得积分10
55秒前
夏青荷发布了新的文献求助10
57秒前
fy完成签到,获得积分10
57秒前
xiang完成签到 ,获得积分10
58秒前
阿飞完成签到,获得积分10
1分钟前
知否完成签到 ,获得积分0
1分钟前
科研顺利完成签到,获得积分10
1分钟前
John完成签到 ,获得积分10
1分钟前
松鼠15111完成签到,获得积分10
1分钟前
TUTU完成签到,获得积分10
1分钟前
管理想完成签到,获得积分10
1分钟前
zzzyyyuuu完成签到 ,获得积分10
1分钟前
科研人员完成签到 ,获得积分10
1分钟前
刘一完成签到 ,获得积分10
1分钟前
六个核桃完成签到,获得积分10
1分钟前
zgsn完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
章鱼完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
All the Birds of the World 4000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 3000
Animal Physiology 2000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Am Rande der Geschichte : mein Leben in China / Ruth Weiss 1500
CENTRAL BOOKS: A BRIEF HISTORY 1939 TO 1999 by Dave Cope 1000
Machine Learning Methods in Geoscience 1000
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3736760
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3280670
关于积分的说明 10020338
捐赠科研通 2997407
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1644533
邀请新用户注册赠送积分活动 782070
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 749656