A Specifically Exposed Cobalt Oxide/Carbon Nitride 2D Heterostructure for Carbon Dioxide Photoreduction
A Specifically Exposed Cobalt Oxide/Carbon Nitride 2D Heterostructure for Carbon Dioxide Photoreduction
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用于二氧化碳光还原的特定暴露的氧化钴/氮化碳二维异质结构
DOI：
10.1021/acs.iecr.8b04123
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发表时间：
2018-12
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Huaming Li
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xingwang Zhu;Haiyan Ji;Jianjian Yi;Jinman Yang;Xiaojie She;Penghui Ding;Li Li;Jiujun Deng;Junchao Qian;Hui Xu⁎;Huaming Li
CO2的光催化还原提供了一个实现碳中和的机会，通过该机会，来自燃料消耗的CO2排放可以转化回燃料。挑战在于探索具有高电荷分离效率和有效CO2吸附能力的材料，以促进CO2的光还原。在这里，我们报告的二维异质结构组成的Co 3 O 4/2D g-C3 N4（COCN）可以提供增强的光催化还原CO2为CO，产生的CO生产率为419 μmol g-1 h-1的选择性为89.4%，这是13.5和2.6倍高于纯2D g-C3 N4和Co 3 O 4。增强的光催化性能源于（i）增强的光吸收能力和电荷分离效率，其源自通过特定暴露的小面界面连接的独特的2D异质结构和（ii）有利的CO2吸附能力。该研究为建立异质结构光催化体系提供了理论依据。
Photocatalytic reduction of CO2 provides an opportunity to reach carbon neutrality, by which CO2 emissions from fuel consumption can be converted back to fuels. The challenge is to explore materials with high charge separation efficiency and effective CO2 adsorption capacity to boost the photoreduction of CO2. Here we report that a 2D heterostructure comprised of Co3O4/2D g-C3N4 (COCN) can provide enhanced photocatalytic reduction of CO2 to CO, yielding a CO production rate of 419 μmol g–1 h–1 with a selectivity of 89.4%, which is 13.5 and 2.6 times higher than that of pure 2D g-C3N4 and Co3O4. The enhanced photocatalytic performance arises from (i) enhanced light absorption ability and charge separation efficiency originating from the unique 2D heterostructure connected through specifically exposed facet interfaces and (ii) favorable CO2 adsorption capacity. The study may provide insight for the establishment of a heterostructure-based photocatalytic system toward CO2 reduction.
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