山东大学Angew.:近100%选择性!BP/BWO S-型异质结助力苯胺氧化和CO2光转化 2023年10月3日 上午12:31 • 头条, 百家, 顶刊 • 阅读 6 光催化将CO2和H2O转化为乙醇是实现碳中和的理想策略,但由于多步质子耦合电子转移(PCET)的还原半反应效率较低,C-C偶联过程缓慢,水氧化半反应缓慢,因此高活性和选择性合成乙醇还具有挑战性。 基于此,山东大学黄柏标教授和王泽岩教授、山东大学齐鲁医学院范玉琛教授等人报道了一种由黑磷(BP)和Bi2WO6(BP/BWO)组成的2D/2D S-型异质结(BP/BWO 2D/2D S-型异质结),用于光催化CO2还原偶联与苯胺(BA)氧化。BP/BWO催化剂对CO2还原表现出优异的光催化性能,对乙醇的收率为61.3 μmol g−1 h−1,选择性为91%;对于氧化产物N-亚苄基苄胺(BDA)的产率为413.3 μmol g-1 h-1,选择性近乎100%。 通过DFT计算,作者研究了BA氧化反应的机理。BA和苄基氨基甲酸(BCA)吸附在BWO的顶部,计算出BA和BCA在BP/BWO上的吸附能分别为-1.21 eV和-3.18 eV,比原始BWO(BA为-0.6 eV、BCA为-0.89 eV)负得多,表明BP/BWO的吸附亲和力显著增强。模拟BA和BCA的活化过程,生成相应的正电荷中间体(分别为PhCH2NH2∙+和PhCH2NHCOOH∙+)。显然,BWO和BP/BWO通过氢键的形成和断裂激活BCA分子,与BA的激活不同。 对比N-Bi和H-O之间的共价键,氢键更容易形成和断裂,从而增加了BCA的吸附能,加速了活化。BWO和BP/BWO的BCA比BA的过渡态势垒要低。结果表明,BCA分子比BA分子更容易被氧化。此外,BA和BCA在BP/BWO上的活化能垒显著低于BWO上的活化能垒。DFT计算结果表明,BP/BWO更有利于BA和BCA的吸附和活化。BCA比BA更易氧化,在热力学上更有利于CO2的还原。 Coupling Benzylamine Oxidation with CO2 Photoconversion to Ethanol over a Black Phosphorus and Bismuth Tungstate S-Scheme Heterojunction. Angew. Chem. Int. Ed., 2023, DOI: 10.1002/anie.202302919. 原创文章,作者:Gloria,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/03/879ee67a1a/ 催化 赞 (0) 0 生成海报 微信扫码分享 相关推荐 陈小明院士/廖培钦教授JACS:Cuobpy-SL助力中性电解质中CO2还原为CH4 2023年10月8日 北交大Angew.:TiO2纳米片中的单原子或双原子:电催化尿素合成的最佳选择? 2022年12月9日 吉大&浙大Small Methods: 组合机器学习模型用于细胞的无标记和原位识别 2022年1月21日 强强联手!三大杰青团队,合作重磅JACS! 2024年1月7日 Small:了解金属基电催化剂中电子结构变化,以Pd@Pt核壳纳米晶体为理想平台 2023年10月14日 Adv. Sci.:一种用于高性能硅负极的多功能原位共价氢键互锁粘结剂 2023年8月30日