A direct Z-scheme mechanism for selective hydrogenation of aromatic nitro compounds over a hybrid photocatalyst composed of ZnIn2S4 and WO3 nanorods
A direct Z-scheme mechanism for selective hydrogenation of aromatic nitro compounds over a hybrid photocatalyst composed of ZnIn2S4 and WO3 nanorods
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在由 ZnIn2S4 和 WO3 纳米棒组成的混合光催化剂上选择性氢化芳香族硝基化合物的直接 Z 型机制
DOI：
10.1039/d0nj06089e
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发表时间：
2021-02
影响因子：
3.3
通讯作者：
Guiyang Yan
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhiyu Liang;Renkun Huang;Ruowen Liang;Danhua Xie;Guiyang Yan
目前，可见光驱动的光催化剂被认为是解决能源短缺和环境污染危机的潜在候选材料。在具有快速电子传输和低载流子扩散特性的WO3纳米棒（NRs）的支持下，采用ZnIn2S4 （ZIS）和WO3纳米棒的原位自组装路线，制备了一系列直接Z-scheme ZnIn2S4/WO3光催化剂。对芳香硝基化合物选择性加氢和有机化合物非选择性氧化的光催化活性表明，由于光电子和空穴的高效分离，这些异质结构纳米复合材料具有显著增强的光催化活性。此外，电子自旋共振（ESR）光谱的特征清楚地表明，制备的纳米复合材料遵循直接的z -scheme主导的光氧化还原机制。此外，结合ESR和x射线光电子能谱（XPS）的结果，可以得出ZnIn2S4与WO3 NRs集成后的光腐蚀明显延迟的结论。最后，如果本工作能为合理设计和利用直接z型光催化剂提供理论例证和合成策略，我们将非常高兴。
Nowadays, visible-light-driven photocatalysts are considered to be prospective candidates for solving the crisis of energy shortage and environment pollution. Herein, with the support of WO3 nanorods (NRs), which possess a fast electron transmission and low carrier diffusion, a series of direct Z-scheme ZnIn2S4/WO3 photocatalysts are exquisitely fabricated by an in situ self-assembly route with ZnIn2S4 (ZIS) and WO3 NRs. Photocatalytic activities towards both selective hydrogenation of aromatic nitro compounds and non-selective oxidation of organic compounds demonstrate that these as-fabricated heterostructured nanocomposites exhibit remarkably enhanced photocatalytic activities owing to the highly efficient separation of photogenerated electrons and holes. Furthermore, the characteristics of electron spin resonance (ESR) spectra clearly suggest that the as-fabricated nanocomposites follow the direct Z-scheme-dominated photoredox catalytic mechanism. Additionally, combining the results of ESR and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), it can be concluded that the photo corrosion of ZnIn2S4 is significantly postponed after integration with WO3 NRs. Finally, we will be greatly pleased if this work could afford a theoretical exemplification and synthetic strategy for rationally designing and utilizing direct Z-scheme photocatalysts.
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期刊：
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--
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Xiaoguo Fu;Zhiquan Wei;Shuai Xu;Xin Lin;Shuo Hou;Fang‐Xing Xiao