当前位置:
X-MOL 学术
›
ACS Sustain. Chem. Eng.
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Reverse Electron Transfer-Induced SnS2 Phase Transition for Efficient Photocatalytic CO2–C2H6 Conversion
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2024-12-23 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.4c06819 Qifan Wu, Yaqi Liu, Yichen Liu, Zuozheng Xu, Guicheng Luo, Guangqing Liu, Yun Shan, Shuyi Wu, Lizhe Liu, Zhimin Liu
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2024-12-23 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.4c06819 Qifan Wu, Yaqi Liu, Yichen Liu, Zuozheng Xu, Guicheng Luo, Guangqing Liu, Yun Shan, Shuyi Wu, Lizhe Liu, Zhimin Liu
Two-dimensional metal sulfides such as SnS2 play a pivotal role in the field of environmental energy due to their suitable optical bandgap and high specific surface area. However, the steady-state 2H-phase SnS2 suffers from rapid charge recombination and low CO2 catalytic activity, limiting its practical application in photocatalytic CO2 reduction. In this work, we designed a CuPd/SnS2 heterojunction system by loading CuPd nanoparticles onto SnS2 nanosheets (NSs). Under illumination, the hot electrons excited in CuPd nanoparticles induce a 2H-1T-phase transition of SnS2, effectively improving the photogenerated carrier dynamics of the material. Additionally, the post-transition energy level structure facilitates more efficient injection of photogenerated electrons into highly catalytic CuPd particles, achieving the goal of photocatalytic reduction of CO2 to C2H6. Resultingly, the CuPd/SnS2 photocatalytic system achieves a C2H6 production rate of 255.6 μmol g–1 h–1, which is approximately 24.4 times and 3.9 times higher than that of Cu/SnS2 and Pd/SnS2, respectively. Moreover, it boasts a remarkable product selectivity of up to 90.4% for C2H6. This study provides a valuable approach for modulating photogenerated carrier dynamics and enhancing catalytic activity in two-dimensional metal sulfides.
中文翻译:
反向电子转移诱导的 SnS2 相变用于高效光催化 CO2–C2H6 转化
二维金属硫化物(如 SnS2)由于其合适的光学带隙和高比表面积,在环境能源领域发挥着举足轻重的作用。然而,稳态 2H 相 SnS2 具有快速电荷复合和 CO2 催化活性低的特点,限制了其在光催化 CO2 还原中的实际应用。在这项工作中,我们通过将 CuPd 纳米颗粒加载到 SnS2 纳米片 (NSs) 上来设计了 CuPd/SnS2 异质结系统。在光照下,CuPd 纳米颗粒中激发的热电子诱导 SnS2 发生 2H-1T 相变,有效改善了材料的光生载流子动力学。此外,后跃迁能级结构有助于更有效地将光生电子注入高催化性 CuPd 颗粒中,实现将 CO2 光催化还原为 C2H6 的目标。结果,CuPd/SnS2 光催化体系实现了 255.6 μmol g–1 h–1 的 C2H6 生成速率,分别比 Cu/SnS2 和 Pd/SnS2 高约 24.4 倍和 3.9 倍。此外,它对 C2H6 具有高达 90.4% 的出色产品选择性。本研究为调节光生载流子动力学和增强二维金属硫化物中的催化活性提供了一种有价值的方法。
更新日期:2024-12-24
中文翻译:
反向电子转移诱导的 SnS2 相变用于高效光催化 CO2–C2H6 转化
二维金属硫化物(如 SnS2)由于其合适的光学带隙和高比表面积,在环境能源领域发挥着举足轻重的作用。然而,稳态 2H 相 SnS2 具有快速电荷复合和 CO2 催化活性低的特点,限制了其在光催化 CO2 还原中的实际应用。在这项工作中,我们通过将 CuPd 纳米颗粒加载到 SnS2 纳米片 (NSs) 上来设计了 CuPd/SnS2 异质结系统。在光照下,CuPd 纳米颗粒中激发的热电子诱导 SnS2 发生 2H-1T 相变,有效改善了材料的光生载流子动力学。此外,后跃迁能级结构有助于更有效地将光生电子注入高催化性 CuPd 颗粒中,实现将 CO2 光催化还原为 C2H6 的目标。结果,CuPd/SnS2 光催化体系实现了 255.6 μmol g–1 h–1 的 C2H6 生成速率,分别比 Cu/SnS2 和 Pd/SnS2 高约 24.4 倍和 3.9 倍。此外,它对 C2H6 具有高达 90.4% 的出色产品选择性。本研究为调节光生载流子动力学和增强二维金属硫化物中的催化活性提供了一种有价值的方法。