过渡态金属单原子锚定MoS2增强g-C3N4的光催化制氢性能

摘要:华东理工大学化工学院刘纪昌教授团队系统地探究了不同过渡态金属(Ru、Co和Ni)单原子负载MoS2对其助催化提升g-C3N4光催化产氢性能的影响,为开发更多高效稳定的单原子基光催剂奠定基础

人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳,将资源丰富的太阳能转化为可再生的清洁能源氢能(H2)是解决目前人类面临的能源危机和环境问题最有潜力的方法之一。光催化分解水产氢技术为此想法的实现提供了可能。然而,目前常见的半导体光催化剂对太阳光的利于效率均不高,这主要是由于其自身光生电子与空穴易复合导致的。因此,如何提升光催化剂光生载流子的分离效率是研究热点之一。负载析氢助催化剂是较为有效的方法,其不仅可以促进光生电子的转移,还可为光催化分解水产氢反应提供活性位点。但是目前效果较好的析氢助催化剂多为Pt等贵金属,这严重限制了其广泛的应用。

单原子催化剂由于其高效的原子利用效率和均一的活性位点已经被广泛应用于各类催化反应中,这也为开发高分散性、低成本的金属助催化剂来解决上述问题提供了路径。


成果


近日,华东理工大学化工学院刘纪昌教授团队系统地探究了不同过渡态金属(Ru、Co和Ni)单原子负载MoS2对其助催化提升g-C3N4光催化产氢性能的影响,为开发更多高效稳定的单原子基光催剂奠定基础。结构表明,不同Ru、Co或Ni单原子金属负载的SA-MoS2/g-C3N4光催化剂均具有明显增强的光催化产氢活性,优化的Ru1-MoS2/g-C3N4光催化剂具有高达11,115 μmol/h/g的产氢性能,相比不负载单原子金属的MoS2/g-C3N4光催化剂提升了5倍。实验和理论计算分析表明,其光催化性能的提高可归因于具有明确配位单原子配位结构和丰富产氢活性位点的SA-MoS2与g-C3N4纳米片之间的协同效应,有利于光生电荷的快速传输与分离以及产氢半反应的进行。相关成果以“Transition-Metal Single Atom Anchored on MoS2 for Enhancing Photocatalytic Hydrogen Production of g-C3N4 Photocatalysts”为题发表在在国际权威期刊ACS Appl. Mater. Interfaces。

图片


结合单原子技术,将过渡态金属原子锚定到MoS2表面,使其具有单原子配位结构并暴露更多的析氢活性位点,可以显著的改善其助催化析氢性能。该方法具有一定的普适性,为2D助催化剂的改性提供了新的方法。


图片

图1  具有单原子结构的SA-MoS2/g-C3N4光催化剂的合成过程示意图

图片

图2  SA-MoS2的球差电镜和同步辐射表征

图片

图3  SA-MoS2/g-C3N4光催化剂的XRD和TEM表征

图片

图4 模拟太阳光下光催化剂的光催化产氢性能

图片

图5 理论计算分析结果。

图片

图6 SA-MoS2/g-C3N4催化剂的光催化产氢机理示意图。

具有不同过渡态金属(Ru、Co和Ni)单原子负载的SA-MoS2/g-C3N4催化剂表现出相似的光催化产氢性能,表明以单原子形式负载到MoS2中的不同金属由于单原子明确的配位结构会呈现出了相似的性质。这项工作为通过单原子策略提高二维助催化剂材料的助催化产氢性能提供了新的见解。

原文详情:

Transition-Metal Single Atom Anchored on MoS2 for Enhancing Photocatalytic Hydrogen Production of g-C3N4 Photocatalysts, ACS Appl. Mater. Interfaces 2023, DOI: https://doi.org/10.1021/acsami.3c02895

原文连接:

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.3c02895


查看更多
相关阅读
热门标签
可见光催化还原炔丙基化反应 光化学反应仪采购 多光源光化学反应仪厂家 有机 光催化析氢实验装置 偶氮苯 插烯反应 光化学反应仪用途 光催化CH4制C2H4 郑州光化学反应仪厂家 基于芳基噻蒽鎓盐的烯烃 光化学衍生装置 大容量光化学反应仪价格 厦门大学 天津光化学反应仪报价 北京光化学反应仪报价 光化学反应仪价格 二硫化物光化学合成 常温常压光解塑料 上海光化学反应仪厂家 喹啉 多电子 光催化空气净化 阿德莱德大学 烯丙基sp3 C–H键的选择性芳基化 实验室级光化学反应仪 大连理工大学 铀酰光催化烯烃氧化裂解 LED光化学反应仪 国内光化学反应仪现状 光催化应用 光催化α-叔碳伯胺合成 光催化甲烷制甲醇 常州光化学反应仪厂家 光化学反应仪选购 高精密光化学反应仪 光化学反应釜类型 去芳香性戊烯基化反应 光催化制备2,5-己二酮 红外区光化学反应仪 光化学反应釜厂家 普林斯顿大学 中国矿业大学 多相光催化 光催化合成过氧化氢 光合成 光催化环丙烷的去消旋化 PHECOO 叔烷基胺 光催化合成α‑叔伯胺 亚甲基蓝 光化学反应仪光源选择 β-内酰胺 光催化合成苯甲酸 光氯化反应釜定制 光反应器LED光源 多功能光化学反应仪 光催化糖类转化制备5-羟甲基糠醛 光化学反应仪常见问题 康奈尔大学 光催化还原反应釜 光催化析氢有机耦联反应 光化学反应仪器生产厂家 实验室光反应釜 光催化烯烃异构化 可见光催化芳香烯烃氧化裂解 可见光催化合成苯酚 光催化氧化糠醛 OER 光催化苯甲醚类化合物 海南光化学反应仪价格 光化学反应仪哪家好 马来酰亚胺 有机光光合成过氧化氢 可见光催化穿梭二溴化 光催化胺烷基化反应 光流体微反应器多少钱 寡聚物 北京大学 光催化烯烃的溴烷基化反应 硝基芳烃 光化学反应仪波波长 光催化脱羧反应 四川大学 光化学反应仪贵吗 光催化制苯甲酸 光化学反应仪哪家性价比高 吉林大学 光化学反应仪时间设置 光化学反应仪进口风险 光催化产氢 光催化原理 光化学反应仪维护 氢烯基化 南京光化学反应仪选哪个品牌 陕西科技大学 大容量光化学反应仪 宾夕法尼亚大学 国产光化学反应仪公司 华东理工大学 光催化降解设备 光催化烷基溴三氟乙酰化反应 光化学反应仪光源 光催化合成轴手性N-芳基吡咯 光催化有机合成 光催化还原制酮 光催化降解亚甲基蓝 光催化降解反应釜 海南光化学反应仪 上海大学 重庆大学 光催化降解 光催化合成N-烷基苯胺 广东工业大学 华中科技大学 光催化尾气分解 复旦大学张立武 工业级光催化降解反应釜 CO2光催化还原 光催化制氢产率 齐齐哈尔大学 二维富勒烯 江苏大学 光催化合成烯丙基硅化合物 光催化CO2还原 光化学反应仪应用 光催化降解技术 光催化反应原理 光化学反应仪器厂家 精密光化学反应仪 高精密光化学反应仪厂家 光催化交流研讨会 光催化还原重金属离子 聚合物 脂肪族异硫氰酸酯 光催化氯化苄自偶联反应 光催化降解仪器 磺胺甲恶唑抗生素 光催化降解有机污染物 溴代烷烃 光催化制合成三氟甲基酮 光催化有机污染物降解 清洁可再生能源化学合成 光催化胺化 多位光化学反应仪厂家 光化学反应仪选哪家 中国地质大学 光催化过氧化氢 南京光化学反应仪哪家好 光催化缺电子吲哚衍生物 光催化剂选择 南京理工大学 光化学反应仪进口 香港大学 光催化还原制烯烃 多相光催化氧化降解抗生素 高通量光反应仪厂家 光催化技术 多功能光化学反应仪器 水制氢 南京光化学反应仪 加州理工大学 臭氧氧化 光催化合成三氟甲基酮 自由基 电化学 磺胺嘧啶 华中师范大学 光化学反应釜 可见光催化葡萄糖 芳香族异硫氰酸酯 光催化N-苯基哌啶的去饱和 β-C(sp3)–H酰胺化方法 光催化分解水制氢 国内光化学反应仪 金属笼光催化制氢 光催化配套设备 氨基悬链烯烃 南方科技大学舒伟 光化学反应仪厂家排名 光化学反应仪设备 光催化剂种类 g-C3N4 光化学合成 光催化 光电共催化 光催化三氯甲基烯烃内酯化 朴玲钰 东京大学 常州光化学反应仪价格 可见光催化氧化脱氢 黄素光催化去饱和与环氧反应 光催化制氨基酸 光催化烯烃 北京理工大学 光流体微反应器 纳米光催化剂 Nature 光催化甲烷 香港城市大学 光催化还原六价铬 光催化制氢反应仪 可见光催化二氯化 光催化还原 芝加哥大学 同济大学 高压光化学反应釜厂家 可见光催化醛的不对称还原炔丙基化反应 光催化Meerwein型溴芳基化反应 光电催化 上海光化学反应仪报价 光诱导 上海光化学反应釜 国产光化学反应仪厂家 布里斯托大学 光催化合成苯并噻唑衍 光化学反应仪LED光源 开普敦大学 N-烷基苯胺 光催化制甲醇 光催化合成 二芳基二氢吩嗪基多孔有机聚合物 光催化合成含硼杂环化合物 酮烯胺 北京光化学反应仪 光化学反应仪光源分类 板式微通道反应器 上海多试管光化学反应仪 马来酰亚胺衍生物 光催化胺烷基化 多位光化学反应仪 武汉光化学反应仪 光催化芳基环丙烷和硝酮偶极环加成反应 光化学反应仪厂家 硼化 光氧化还原 光催化生物质脱氢 光催化氧化氮氧化物 光催化苯甲醚酰胺化 光催化1,2-氨基醇合成 光催化芳香醚氢解 光化学反应仪多少钱 武汉大学 福州大学 天津光化学反应仪 芳香烯烃高效氧化裂解 ghx光化学反应仪优势 光催化磺胺嘧啶降解 光催化氧化二氧化硫 羧化反应 bromide 光催化合成C4化合物 光催化实验设备 高压光化学反应釜报价 大连工业大学 西湖大学 糠醛 光化学反应仪地区分布 光催化自由基脱羧偶联反应 光化学反应仪使用指南 洛桑联邦理工学院 光催化丙酮 有机合成 光催化反应器 光催化甲烷无氧偶联制乙烯 光氯化反应釜厂家 光催化芬顿降解 光催化氧化还原 光催化生成2-吲哚酮 光化学反应仪生产厂家 丙烯酰苯胺自由基环化反应 光氧化 氮杂环丙烷 光催化末端烯烃生产伯醇 光催化降解装置 光催化炔烃 水凝胶 光催化氧化技术 光化学反应仪功率 光催化甲苯氧化 微通道反应器 光催化降解有机物 光化学反应仪报价 光催化N-苯基哌啶β-C(sp³)–H酰胺化反应 溴烷基化反应 中国科学院 氮化硼 光化学反应仪怎么选择 清华大学 烯丙基sp3 C–H键烷基化 新加坡国立大学 光催化酰胺化反应 光催化降解磺胺甲恶唑抗生素 光催化硝酮 国产光化学反应仪 烯醇硅醚转化为α,β-环氧酮 西安交通大学 光催化环丙烷 工业级光化学反应仪 非均相光催化 光催化合成H2O2 水裂解 郑州光化学反应仪报价 光催化水分解制氢 光催化析氢装置 光催化丙烯醛自由加成反应 光催化甲苯 实验室光化学反应釜 光催化Meerwein型溴芳 光催化合成C₂H₆ 山东大学 光流体微反应器报价 近红外区光化学反应仪 XPA光化学反应仪 多光源光化学反应仪 光催化还原CO2 光催化合成酰基酮产物 甲烷 光化学反应仪哪个品牌好 光反应器光源 光催化降解四环素 平行光反应仪厂家排名 偕溴代硝基环丁烷 合成气和烯丙基sp3 C–H键的选择性芳基化/烷基化 双供体-受体有机网络光合成过氧化氢 光反应器点光源 三甲基氯硅烷 JACS 平行光反应仪厂家 多功能光反应仪 多试管光化学反应仪多少钱 光催化还原法 光催化硅基羧酸化合物 光催化磺胺嘧啶 光催化水净化器 华南理工大学 Science 光化学反应仪配套设备 光催化产氢装置 上海光化学反应仪厂家排名 贵州大学 光合成生物学 三氯甲基化反应 拉曼区光化学反应仪 中国科学技术大学 大容量光化学反应仪厂家 羧酸 光催化脱硫反应釜 光催化H2O2 光铜共催化的自由基脱羧偶联反应 二氟烷基自由基加成 可见光催化从环己酮 光化学反应仪精度 叠氮化物 钙钛矿光催化剂 氟聚合物 光催化芳基环丙烷 光催化苯甲醚酰胺化反应 烯烃二卤化 光催化脱氢还原 光催化合成乙烷 紫外光化学反应仪厂家 可换光源 光催化三氟乙酰化反应 CO2还原 可见光催化葡萄糖产HMF 溴二氟烷基 光化学反应仪规格 光催化降解环丙沙星 郑州大学 光催化炔烃生产伯醇 高精密光化学反应仪报价 郑州光化学反应仪 紫外光化学反应仪多少钱 光催化伯胺类化合物 光催化析氢反应器 上海光化学反应仪 加州大学洛杉矶分校 钍簇 光氯化反应釜 邻苯二甲酰亚胺 光催化合成2-哌啶酮 多试管光化学反应仪 南开大学 Au-CeO2 实验室光化学反应仪 多相光催化氧化降解TMP 光催化塑料降解 光催化水分解 光降解反应釜 光流体反应器 光催化制氢设备 光催化末端烯烃 可见光催化伯胺类化合物 实验室光催化反应釜 哈尔滨工业大学 光催化制乙烷 平行光化学反应仪 光催化苯甲醚 急需光化学反应仪 光驱动耦合催化CO2还原为合成气 光催化反应釜 光催化制H2O2 异相光催化氯化苄自偶联 可见光催化 光催化反应釜厂家 前景 光催化矿化产物 CO2 转化为 CO 太阳能驱动耦合催化CO2还原为合成气 天津大学雷圣宾教授课题组 光催化有机污染物矿化 光催化烯丙基醋酸酯 高压光化学反应釜 高通量光反应仪报价 平行光反应仪 光催化硫醚化反应 光催化降解法 光催化氧化法 光催化制α‑叔伯胺 有机光催化合成2-哌啶酮 ghx光化学反应仪 光催化氧化 多相光催化氧化降解废水中抗生素 光化学反应仪 可见区光化学反应仪 光催化水消毒 光化学反应仪使用说明书 海南光化学反应仪厂家 复旦大学 光催化析氢设备 曼彻斯特大学 浙江大学 光化学 光生电荷 光氧化还原催化芳香醚氢解 多光源光化学反应仪报价 微反应器 光催化制乙烯 多位光化学反应仪报价 光催化实验 磁力搅拌器 自由基加成反应 光催化胺烷基化构建α‑叔伯胺 光化学反应仪波波长选择 剑桥大学 光催化合成反应釜 光反应釜 多试管光化学反应仪价格 工业级光流体反应器 武汉光化学反应仪价格 常州光化学反应仪 光流体微反应器厂家 金属氧化物光催化剂 偶联 光催化合成α-硼基醛 武汉光化学反应仪厂家 多位平行反应釜 光催化制氢 光化学反应仪市场 光化学反应釜价格 可见光驱动有机转化 邻苯二甲酰亚胺自由基 光化学反应仪转速 ​Angew 烯烃 加州大学伯克利分校 丙酮光催化脱氢偶联制备2,5-己二酮 光催化氧化反应釜 可见光催化烯烃双官能团化反应 光催化丙酮偶联制备2,5-己二酮 多试管光化学反应仪厂家 光化学反应釜报价 天津光化学反应仪厂家 光化学反应仪哪家比较靠谱 中山大学 华南师范大学 紫外光化学反应仪 光化学反应釜如何选择 安徽大学 光催化炔烃合成N-芳基吡咯类化合物 光催化析氢 光化学反应仪说明书 EDA 复合物 平行光反应仪品牌 有机化合物脱氢偶联 光催化水分解产氢 光催化产业化 光化学反应仪市场分布 光催化还原技术

18221306212