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胶体 CdS 纳米片上刻面分辨的氧化还原活性位点实现高效、选择性的 CO2 光还原
Journal of the American Chemical Society ( IF 14.4 ) Pub Date : 2022-08-25 , DOI: 10.1021/jacs.2c06164
Nianfang Wang 1 , Seokhyeon Cheong 2 , Da-Eun Yoon 1 , Pan Lu 1 , Hyunjoo Lee 2, 3 , Young Kuk Lee 4 , Young-Shin Park 1 , Doh C Lee 1
Journal of the American Chemical Society ( IF 14.4 ) Pub Date : 2022-08-25 , DOI: 10.1021/jacs.2c06164
Nianfang Wang 1 , Seokhyeon Cheong 2 , Da-Eun Yoon 1 , Pan Lu 1 , Hyunjoo Lee 2, 3 , Young Kuk Lee 4 , Young-Shin Park 1 , Doh C Lee 1
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纳米技术的进步使得能够精确设计用于 CO 2光还原的催化位点,将产物选择性推向接近统一。然而,由于光生电子-空穴对的快速复合和缓慢的空穴转移,大多数纳米结构光催化剂的活性仍然不足。为了解决这些问题,我们构建了胶体 CdS 纳米片 (NSs),其大基面由 S 2-原子层终止作为本征光催化剂 (CdS-S 2- NSs)。实验研究表明,S 2–末端赋予超薄 CdS–S 2– NSs 小平面分辨的氧化还原催化位点:氧化发生在 S 2–-终止的大基面和减少发生在侧面。这种氧化还原位点的分配不仅促进了光生电子和空穴的空间分离,而且通过缩短沿超薄 NS 的(001)方向的空穴扩散距离,促进了空穴和电子的平衡提取。因此,CdS-S 2- NSs 表现出极好的光催化 CO 2到 CO 转化的性能,同位素标记的实验证实了这一点是破纪录的性能:99% 的 CO 选择性,CO 形成率2.13 mol g –1 h –1, 在太阳模拟器 (AM 1.5G) 的照射 (340 至 450 nm) 下的有效表观量子效率为 42.1%。在这项工作中取得的突破性性能为精确设计用于选择性和高效 CO 2光还原的纳米结构提供了新的见解。
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更新日期:2022-08-25
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