?深圳大學AM:HTCN助力人工光合作用生產過氧化氫 2023年10月13日 下午3:57 ? T, 頂刊 ? 閱讀 21 當前,揭示各種結之間的光催化機理和催化活性已成為光催化系統研究的熱點。基于此,深圳大學張啟濤助理教授等人報道了在結晶氮化碳(CN)中構建了分子內的七嗪/三嗪(H/T)結(HTCN),并致力于選擇性雙-電子氧還原反應(2e? ORR),以高效生產過氧化氫(H2O2)。HTCN在1.0 vol%異丙醇水溶液中表現出高選擇性和高效的光催化性能,其中H2O2產量最大值為4565.1 μmol L-1 h-1,分別是CM(47.3 μmol L-1 h-1)、HCN(308.9 μmol L-1 h-1)和TCN(447.6 μmol L-1 h-1)的96.5、14.5和10.2倍。 通過DFT計算,作者研究了分子H/T結在光催化2e– ORR過程中的關鍵作用,分別構建了以七嗪-、三嗪-和七嗪/三嗪為基礎的氮化碳模型,命名為HCN、TCN和HTCN。HCN和TCN在C和N中心均呈現高度對稱的電荷分布,說明電子轉移困難。與HCN和TCN相比,HTCN上的季N原子電子密度顯著降低,主要原因是由于BIEF的構建導致電子在分子H/T結中重排。HTCN的放熱過程對O2具有較大的負吸附能和電子電荷在O2上的有效積累,遠高于HCN和TCN。 值得注意的是,在O2吸附后,HCN、TCN和HTCN上O2的長度分別為1.30、1.34和1.37 ?。這種明顯減弱的O=O波段(HTCN為1.37 ?,而游離O2為1.23 ?)有利于隨后的質子化生成*OOH,從而實現了H2O2的高效演化。 結果表明,HTCN為活化吸收的氧(*O2)和隨后的質子化生成*OOH處理了最低的自由能。此外,在HTCN上引入K+和Li+促進了O2在HTCN上的吸附,但對隨后的質子化生成*OOH和進一步的H2O2演化沒有明顯影響。 Molecular Heptazine-triazine Junction over Carbon Nitride Frameworks for Artificial Photosynthesis of Hydrogen Peroxide. Adv. Mater., 2023, DOI: 10.1002/adma.202306831. 原創文章,作者:Gloria,如若轉載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.zzhhcy.com/index.php/2023/10/13/819015a866/ 催化 贊 (0) 0 生成海報 相關推薦 吳興隆/郭晉芝EEM:超1000次循環,溶劑再分配策略獲得長壽命鈉電池! 2023年10月8日 北京大學徐冰君團隊,最新Nature Catalysis! 2023年10月1日 崔屹最新PNAS:穩定超100小時!錨定在NiFeOOH上Ir單原子催化劑 2023年10月11日 李昊團隊重磅JACS:打破常識!M-N-C單原子ORR催化劑發現“酸陷阱” 2024年1月23日 ?川大Small:局域電荷轉移調控Ru納米團簇電子環境,促進其催化水電解產氫 2022年12月15日 武大Nature子刊:酸堿通用的長壽命高性能析氫催化劑 2023年10月17日