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雙通道無(wú)金屬光催化劑的逐步設(shè)計(jì)從空氣和水中實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)H2O2光生產(chǎn)的研究
發(fā)布時(shí)間：2022-09-23 瀏覽量：5374
1. 文章信息
標(biāo)題：A step-by-step design for dual channel metal-free photocatalysts towards high yield H2O2 photo-production from air and water
頁(yè)碼：Chemical Engineering Journal
Volume 451, Part 1, 1 January 2023, 138551
2. 文章鏈接
專(zhuān)用鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.138551
3. 期刊信息
期刊名：CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL
期刊名縮寫(xiě)：CHEM ENG J
期刊ISSN：1385-8947
E-ISSN：1873-3212
2022年影響因子/JCR分區(qū)：16.744/Q1
學(xué)科與分區(qū)：ENGINEERING, ENVIRONMENTAL - SCIE(Q1); ENGINEERING, CHEMICAL - SCIE(Q1)
出版國(guó)家或地區(qū)：SWITZERLAND
4. 作者信息：
第一作者：蘇州大學(xué)FUNSOM研究生：賀提為
通訊作者：蘇州大學(xué)FUNSOM博士生導(dǎo)師：康振輝教授
5. 光源型號(hào)：北京中教金源（CEL-LAB200E7）
文章簡(jiǎn)介：
在無(wú)金屬催化劑上釋放的雙通道過(guò)氧化氫 (H2O2) 被認(rèn)為是一種高效的光催化H2O2生產(chǎn)途徑。逐步合理的催化劑設(shè)計(jì)仍然是獲得具有實(shí)用前景的無(wú)金屬光催化劑的科學(xué)瓶頸。在這里，我們展示了用于高產(chǎn)H2O2的雙通道無(wú)金屬光催化劑的分步設(shè)計(jì)照片制作。
我們構(gòu)建了 CN-CRCDs 的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，同時(shí)保留了氮化碳 (CN) 的氧還原能力和六酮環(huán)己烷衍生碳點(diǎn) (CRCDs) 的水氧化能力。該催化劑表現(xiàn)出超高的光催化性能，光生產(chǎn)H2O2的產(chǎn)率高達(dá)3023 μmol g-1h-1來(lái)自空氣和水。結(jié)合光電化學(xué)實(shí)驗(yàn)和瞬態(tài)光電壓（TPV）分析，闡明了合成催化劑的光催化反應(yīng)位點(diǎn)和電荷傳輸機(jī)理。連續(xù)小波變換（CWT）和經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解（EMD）首次應(yīng)用于異質(zhì)結(jié)構(gòu)電荷行為的深入分析。這項(xiàng)工作為無(wú)金屬異質(zhì)結(jié)構(gòu)光催化劑的逐步合理設(shè)計(jì)及其界面電子傳輸動(dòng)力學(xué)提供了清晰的見(jiàn)解。
我們一致認(rèn)為本文的創(chuàng)新之處有以下幾點(diǎn)：
l 逐步設(shè)計(jì)的光催化劑通過(guò)雙通道高效生產(chǎn)H2O2。
l 探索了合成的CN3-CRCDs催化劑用于生產(chǎn)H2O2的反應(yīng)位點(diǎn)。
l 通過(guò)原位TPV分析揭示了光催化活性增強(qiáng)機(jī)制。
l CWT和EMD測(cè)試清楚地解釋了CN3-CRCDs內(nèi)部的電子轉(zhuǎn)移行為。
圖1 圖形摘要
圖2 機(jī)理研究
圖3 光催化測(cè)試