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李新勇Nano Energy:BaTiO3@ZnIn2S4異質結構助力光催化析氫與芐胺的C-N偶聯

李新勇Nano Energy:BaTiO3@ZnIn2S4異質結構助力光催化析氫與芐胺的C-N偶聯
催化制取氫氣(H2)是解決全球人工光合作用能源和環境問題的一種潛在途徑,但不可避免地使用孔清除劑導致成本增加和廢物的產生。然而,由于光生載流子的分離效率低,表面反應動力學緩慢,沒有助催化劑的光催化活性并不理想。
近日,大連理工大學李新勇教授(通訊作者)等人報道了在沒有任何助催化劑的情況下巧妙地構建了一種分層壓電Z-型BaTiO3@ZnIn2S4異質結構光催化劑。
李新勇Nano Energy:BaTiO3@ZnIn2S4異質結構助力光催化析氫與芐胺的C-N偶聯
其中,Z-型的電子轉移路徑保持了光生電子和空穴的強氧化還原能力,也提供了電荷載流子和表面氧化還原區的空間分離。對比純BaTiO3和ZnIn2S4,設計良好的氧化還原區使BaTiO3@ZnIn2S4具有最低的析氫和C-N偶聯能壘。
李新勇Nano Energy:BaTiO3@ZnIn2S4異質結構助力光催化析氫與芐胺的C-N偶聯
值得注意的是,壓電效應可以進一步加速Z-型BaTiO3@ZnIn2S4異質結構中光產生載流子的分離和轉移。因此,利用壓電效應和Z-型異質結構的多重優勢,通過機械能和太陽光的耦合利用,獲得了高光催化活性的C-N耦合產物(5593 μmol g-1)和H2(8041 μmol g-1)。
李新勇Nano Energy:BaTiO3@ZnIn2S4異質結構助力光催化析氫與芐胺的C-N偶聯
Piezkotronic effect and Hierarchical Z-scheme Heterostructure Stimulated Photocatalytic H2 Evolution Integrated with C-N coupling of Benzylamine. Nano Energy, 2021, DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.106349.
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106349.

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