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Fabrication of Ultrafine Cu2O Nanoparticles on W18O49 Ultra-Thin Nanowires by In-Situ Reduction for Highly Efficient Photocatalytic Nitrogen Fixation
Small ( IF 13.0 ) Pub Date : 2023-11-03 , DOI: 10.1002/smll.202306229
Donghui Cui 1 , Shiyu Wang 1 , Xue Yang 1 , Lin Xu 1 , Fengyan Li 1
Small ( IF 13.0 ) Pub Date : 2023-11-03 , DOI: 10.1002/smll.202306229
Donghui Cui 1 , Shiyu Wang 1 , Xue Yang 1 , Lin Xu 1 , Fengyan Li 1
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Photocatalytic ammonia synthesis technology is one of the important methods to achieve green ammonia synthesis. Herein, two samples of Cu ion-doped W18O49 with different morphologies, ultra-thin nanowires (Cu-W18O49-x UTNW) and sea urchin-like microspheres (Cu-W18O49-x SUMS), are synthesized by a simple solvothermal method. Subsequently, Cu2O-W18O49-x UTNW/SUMS is synthesized by in situ reduction, where the NH3 production rate of Cu2O-W18O49-30 UTNW is 252.4 µmol g−1 h−1 without sacrificial reagents, which is 11.8 times higher than that of the pristine W18O49 UTNW. The Cu2O-W18O49-30 UTNW sample is rich in oxygen vacancies, which promotes the chemisorption and activation of N2 molecules and makes the N≡N bond easier to dissociate by proton coupling. In addition, the in situ reduction-generated Cu2O nanoparticles exhibit ideal S-scheme heterojunctions with W18O49 UTNW, which enhances the internal electric field strength and improves the separation and transfer efficiency of the photogenerated carriers. Therefore, this study provides a new idea for the design of efficient nitrogen fixation photocatalysis.
中文翻译：
通过原位还原在 W18O49 超细纳米线上制备超细 Cu2O 纳米颗粒，实现高效光催化固氮
光催化合成氨技术是实现绿色合成氨的重要方法之一。这里，两种不同形貌的Cu离子掺杂W 18 O 49样品，超薄纳米线（Cu-W 18 O 49 -x UTNW）和海胆状微球（Cu-W 18 O 49 -x SUMS），通过简单的溶剂热法合成。随后，通过原位还原合成了Cu 2 OW 18 O 49 -x UTNW/SUMS，其中在没有牺牲试剂的情况下，Cu 2 OW 18 O 49 -30 UTNW 的NH 3产率为252.4 µmol g -1 h -1 ，这比原始 W 18 O 49 UTNW 高 11.8 倍。 Cu 2 OW 18 O 49 -30 UTNW样品富含氧空位，促进N 2分子的化学吸附和活化，使N≡N键更容易通过质子耦合解离。此外，原位还原生成的Cu 2 O纳米粒子与W 18 O 49 UTNW表现出理想的S型异质结，增强了内部电场强度，提高了光生载流子的分离和传输效率。因此，本研究为高效固氮光催化的设计提供了新的思路。
更新日期：2023-11-03
中文翻译：
通过原位还原在 W18O49 超细纳米线上制备超细 Cu2O 纳米颗粒，实现高效光催化固氮
光催化合成氨技术是实现绿色合成氨的重要方法之一。这里，两种不同形貌的Cu离子掺杂W 18 O 49样品，超薄纳米线（Cu-W 18 O 49 -x UTNW）和海胆状微球（Cu-W 18 O 49 -x SUMS），通过简单的溶剂热法合成。随后，通过原位还原合成了Cu 2 OW 18 O 49 -x UTNW/SUMS，其中在没有牺牲试剂的情况下，Cu 2 OW 18 O 49 -30 UTNW 的NH 3产率为252.4 µmol g -1 h -1 ，这比原始 W 18 O 49 UTNW 高 11.8 倍。 Cu 2 OW 18 O 49 -30 UTNW样品富含氧空位，促进N 2分子的化学吸附和活化，使N≡N键更容易通过质子耦合解离。此外，原位还原生成的Cu 2 O纳米粒子与W 18 O 49 UTNW表现出理想的S型异质结，增强了内部电场强度，提高了光生载流子的分离和传输效率。因此，本研究为高效固氮光催化的设计提供了新的思路。
京公网安备 11010802027423号