Fabrication of site activated and synergistic double vacancy ZnIn2S4 for highly efficient bifunctional photocatalysis: nitrogen reduction and oxidative degradation

文献情報

出版日 2023-12-19
DOI 10.1039/D3TA05144G
インパクトファクター 12.732
著者

Shengjie Xia, Ziying Yuan, Yue Meng, Chen Zhang, Xianglong Li, Zheming Ni, Xueqiang Zhang


原文を見る

要旨

A novel methodology harnessing the synergistic influence of bimetallic and non-metallic dual vacancies within a unified catalyst for enabling highly efficient bifunctional photocatalysis encompassing oxidation and reduction processes is presented. ZnIn2S4, engineered to possess concurrent zinc and sulfur dual vacancies (ZnIn2S4-VZn+S), underwent synthesis and rigorous characterization employing atomic-resolution HAADF-STEM. This tailored catalyst was subsequently employed for pivotal photocatalytic processes, including nitrogen reduction (pNRR) and the photooxidative degradation of hexachlorobenzene (HCB). Computational analyses using Density Functional Theory (DFT) unveiled site-specific activation facilitated by Zn and S dual vacancies, activating water molecules and nitrogen, culminating in a synergistic effect driving ammonia synthesis. Additionally, X-ray Absorption Near Edge Structure (XANES) spectroscopy elucidated the role of photogenerated electrons confined within the sulfur vacancy, utilizing In3+ as an intermediary for electron migration, instigating a reaction with N2 to yield NH3 (In3+–N2 + H+ + VS(eāˆ’) → In2+ + NH3), further augmenting the collaborative effect of dual vacancies on nitrogen reduction. Furthermore, the Zn and S vacancies emerged as active sites for hydroxyl and superoxide radical generation, facilitating enhanced participation of photogenerated carriers in radical generation reactions. This distinctive electron aggregation pathway engendered significant synergy, markedly enhancing the photodegradation prowess. Thus, the observed synergistic effect of site activation between Zn and S vacancies yielded a cumulative effect surpassing individual contributions (1 + 1 ≫ 2), thereby facilitating efficient photoreduction and photooxidation.

関連文献

Intramolecular charge separation in a hydrogen bonded tyrosine–ruthenium(ii)–naphthalene diimide triad

Olof Johansson, Henriette Wolpher, Magnus Borgström, Leif Hammarström, Jonas Bergquist, Licheng Sun, Björn Åkermark

2003-11-19 Communication

DOI: 10.1039/B308101J

Oxide surface-promoted Pd-complex catalysis for intramolecular O-activated alkenehydroamination: catalyst preparation, characterization, and performance

Mizuki Tada, Michio Shimamoto, Takehiko Sasaki, Yasuhiro Iwasawa

2004-09-28 Communication

DOI: 10.1039/B408419E

Unprecedented Barbier-type reactions catalysed by titanocene(iii)

Antonio Rosales, Juan L. Oller-López, José Justicia, Andreas Gansäuer, J. Enrique Oltra, Juan M. Cuerva

2004-10-05 Communication

DOI: 10.1039/B411173G

Parallel nucleic acid recognition by the LNA (locked nucleic acid) stereoisomers β-L-LNA and α-D-LNA; studies in the mirror image world

Nanna K. Christensen, Torsten Bryld, Mads D. Sørensen, Khalil Arar, Jesper Wengel, Poul Nielsen

2003-12-19 Communication

DOI: 10.1039/B312321A

Stereoconservative Negishi arylation and alkynylation as an efficient approach to enantiopure 2,2′-diarylated 1,1′-binaphthyls

Katarína Krascsenicsová, Peter Walla, Peter Kasák, Georg Uray, C. Oliver Kappe, Martin Putala

2004-10-01 Communication

DOI: 10.1039/B410185E

Catalyst surface characterization in microfabricated reactors using pulse chemisorption

Martin A. Schmidt, Klavs F. Jensen

2004-10-04 Communication

DOI: 10.1039/B410078F

An improved palladium-based DMFCs cathode catalyst

Wenzhen Li, Zhenhua Zhou, Shaohua Yang, Gongquan Sun

2004-10-22 Communication

DOI: 10.1039/B409539A

Ordered mesoporous titanosilicates with catalytically stable and active four-coordinated titanium sites

Xiaoyu Yang, Yu Han, Kaifeng Lin, Ge Tian, Yefei Feng, Xiangju Meng, Yan Di, Yuncheng Du, Yonglai Zhang, Feng-Shou Xiao

2004-10-04 Communication

DOI: 10.1039/B410305J

Synthesis and Bergman cyclization of a β-extended porphyrenediyne

John D. Spence, Eric D. Cline, Domingo M. LLagostera, Patrick S. O'Toole

2003-12-09 Communication

DOI: 10.1039/B312001E

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

2-氟-4-イオドベンzo酸エチルエステルを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

2-氟-4-イオドベンzo酸エチルエステルは有機溶媒を用いた反応であり、ドラフトチャンバーでの操作が必要です。漏洩時にはSDS参照の安全措置を講じ、PPE(防護...

205750-82-9Benzoic acid, 2-fluo...
化合物よくある質問

血根碱の主な用途は何ですか?

血根碱は主に医薬分野で利用され、抗炎症や抗がん剤としての潜在的な効果が研究されています。また、化学研究や薬物開発において、新しい薬剤設計の参考となる化合物として...

2447-54-313-Methyl[1,3]benzod...
化合物よくある質問

Methyl 3-methoxythiophene-2-carboxylateの主な用途は何ですか?

Methyl 3-メトキシスチフェン-2-カルボン酸メチルエステルは、薬品合成、染料製造、以及合成中間体としての用途が広がっています。

62353-75-7Methyl 3-methoxythio...
化合物よくある質問

丹磺酰-L-亮氨酸はどのように保存すればよいですか?

丹磺酰-L-亮氨酸は乾燥した場所で、直射日光から保護し、低温(室温以下)で保存してください。密閉容器に入れて保管することをおすすめします。

1100-22-7N-{[5-(Dimethylamino...
化合物よくある質問

5-(苄氧基)ピラミジン-4-アミンの代替品はありますか?

5-(苄氧基)ピラミジン-4-アミンの代替品として、6-メトキシピラミジンや5-フェニルピラミジンなどが挙げられます。これらの化合物は、5-(苄氧基)ピラミジン...

92289-50-45-benzyloxypyrimidin...
化合物よくある質問

8-ヒドロキシノルデコペントアセートの物理化学的性質は何ですか?

8-ヒドロキシノルデコペントアセートはCAS番号84807-87-4の化合物で、分子量は750.02 uです。これは油溶性で、水に溶けにくい特徴があります。反応...

84807-87-4(5Z,8Z,11Z,13E,15S)-...
化合物よくある質問

tert-ブチル(エス)-1-ヒドロキシペンタ-4-エン-2-イルカルバamateの主な用途は何ですか?

tert-ブチル(エス)-1-ヒドロキシペンタ-4-エン-2-イルカルバamateは主に医薬品の合成材料や分析化学の試薬として使用されます。

116613-81-12-Methyl-2-propanyl ...
化合物よくある質問

ブコール-L-2-フローヨルブリンについて適切な法規ガイドラインは何ですか?

ブコール-L-2-フローヨルブリン(CAS番号: 1196107-73-9)は、GHS(グローバルハザードアサessmentシステム)に基づく危害分類と表示が求...

1196107-73-92-Bromo-13,13-dimeth...
化合物よくある質問

6-ブロモ-N-環丙基-2-ピリジニニメタンの市場動向や研究トレンドはどうですか

6-ブロモ-N-環丙基-2-ピリジニニメタンは、薬理学研究や合成化学に使用される化合物であり、特に抗ウイルス薬や抗がん薬の開発に注目されています。市場では、薬物...

959237-20-86-Bromo-N-cyclopropy...
化合物よくある質問

RS-AMPÀはどのように保存すればよいですか?

RS-AMPÀは、遮光容器に保存し、室温(15〜25℃)で保管することが推奨されます。高湿や熱は物質を劣化させるため、湿度は50%以下に保つことが重要です。また...

74341-63-2(RS)-AMPA

掲載誌

Journal of Materials Chemistry A

Journal of Materials Chemistry A
CiteScore: 19.5
自己引用率: 4.7%
年間論文数: 2211

Journal of Materials Chemistry A, B & C cover high quality studies across all fields of materials chemistry. The journals focus on those theoretical or experimental studies that report new understanding, applications, properties and synthesis of materials. The journals have a strong history of publishing quality reports of interest to interdisciplinary communities and providing an efficient and rigorous service through peer review and publication. The journals are led by an international team of Editors-in-Chief and Associate Editors who are all active researchers in their fields. Journal of Materials Chemistry A, B & C are separated by the intended application of the material studied. Broadly, applications in energy and sustainability are of interest to Journal of Materials Chemistry A, applications in biology and medicine are of interest to Journal of Materials Chemistry B, and applications in optical, magnetic and electronic devices are of interest to Journal of Materials Chemistry C. More than one Journal of Materials Chemistry journal may be suitable for certain fields and researchers are encouraged to submit their paper to the journal that they feel best fits for their particular article. Example topic areas within the scope of Journal of Materials Chemistry A are listed below. This list is neither exhaustive nor exclusive. Artificial photosynthesis Batteries Carbon dioxide conversion Catalysis Fuel cells Gas capture/separation/storage Green/sustainable materials Hydrogen generation Hydrogen storage Photocatalysis Photovoltaics Self-cleaning materials Self-healing materials Sensors Supercapacitors Thermoelectrics Water splitting Water treatment

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。