文献速递丨JACS:金属锡表面羟基键合钌的红外光催化氢还原CO2-医疗器械网

文献速递丨JACS:金属锡表面羟基键合钌的红外光催化氢还原CO2

来源：北京镁瑞臣科技有限公司分类：应用方案 2023-12-20 10:02:56 147阅读次数

通过红外光催化将CO2和H2O同步转化为碳氢化合物和氧气仍然是一个挑战。本文采用NaBH4/NaOH重整法将羟基配位的Ru单晶精确地固定在金属TiN表面，构建了红外响应型HO-Ru/TiN光催化剂。像差校正的高角度环形暗场扫描透射电子显微镜(ac-HAADFSTEM)和x射线吸收光谱(XAS)证实了Ru的原子分布。XAS和密度泛函理论(DFT)计算揭示了HO-RuN5?Ti表面Lewis对位点的形成，该位点通过与HO-Ru/TiN上CO2的C和O原子的双重配位实现了高效的CO2极化/活化。此外，钌离子在TiN表面的植入也大大促进了光诱导电荷的分离和转移。在红外辐照下，HO-Ru/TiN催化剂表现出优异的CO2-to- CO转化活性，并结合H2O氧化释放出O2，在模拟阳光下，CO2的还原速率可进一步提高约3倍。利用原位漫反射红外傅里叶变换光谱(DRIFTS)测定的关键反应中间体和DFT模拟预测，提出了一种可能的CO2还原体系的光氧化还原机理。

图1。(a) XRD谱图，(b) VB-XPS谱图，(c) DOS谱图，(d)计算的能带结构，(e)漫反射光谱和Kubelka?Munk图，(f) TiN的能带结构和氧化还原势图。

图2。(a) HO-Ru/TiN的ac-HAADF-STEM图像和(b) EDS图。(c) HO-Ru/TiN、RuO2和Ru箔在Ru k边的XANES和(d) FT-EXAFS光谱。(e) EXAFS r -空间拟合曲线和(f) HO-Ru/TiN结构示意图。

图3。(a)不同样品在红外辐照下的光催化CO2还原活性。(b) HO-Ru/ TiN和Ru/TiN样品的CO2还原性能。HO-Ru/TiN在(c)不同波长的辐照和(d)不同温度下的红外和黑暗条件下的CO2还原活性。(e) 13CO2同位素实验所得CO的GC-MS谱。(f) HO-Ru/TiN活性稳定性评价。在所有活性测试中使用的催化剂用量为40 mg。

图4。HO-Ru/TiN和(b) TiN的原位漂移光谱。

图5。(a) HO-Ru/TiN和(b) TiN上CO2-to-CO转化的自由能图。(c) HO-Ru/TiN催化剂光催化还原CO2的可能机理。

综上所述，通过将羟基配位Ru锚定在金属TiN表面，建立了红外响应型HO-Ru/TiN光催化剂，该催化剂具有较高的活性和稳定性，可用于H2O还原CO2。HO-Ru/TiN表面结合的羟基对HO-RuN5?Ti Lewis对的形成至关重要，导致有效的CO2活化。而Ru离子有利于光诱导载流子的分离和输运，从而提高CO2的转化率。根据原位漂移和DFT计算结果，提出了CO2还原系统中可能存在的氧化还原过程。这项工作可能引起人们对红外光催化金属催化剂及其精细表面微调的极大兴趣，从而为先进的可持续太阳能燃料生产创造可活化二氧化碳的场地建筑。

Hydroxyl-Bonded Ru on Metallic TiN Surface Catalyzing CO2 Reduction with H2O by Infrared Light Bo Su, Yuehua Kong, Sibo Wang,* Shouwei Zuo, Wei Lin, Yuanxing Fang, Yidong Hou, Guigang Zhang, Huabin Zhang, and Xinchen Wang*

DOI:https://doi.org/10.1021/jacs.3c08311

END

北京镁瑞臣科技有限公司（简称）创立于2018年3月，总部位于北京市海淀区百旺弘祥科技产业园，公司集科研仪器研发制造、销售、服务于一体，以光催化行业为经营主线，致力于环境清洁、新能源、新材料、碳中和纵向深入发展和横向拓展并行的高科技企业。具有中关村高新技术企业认证和国家高新技术企业资质，企业信用评级AAA级企业认证，ISO9001质量管理体系质量认证及多项实用新型和发明专利。

公司在光催化实验设备技术研发方面不断攻克技术难题，为光催化降解污染物、光解水制氢制氧或全解水、光催化二氧化碳还原、光催化合成氨（固氮）、光催化降解VOC、甲醛等实验提供运行更稳定、操作更便捷的实验设备整体解决方案。目前业务遍及全国，为淮北师范大学、清华大学、北京化工大学、北京大学、天津大学、上海交通大学、华东理工大学、武汉大学、西安交通大学、南京工业大学、南京林业大学、东北师范大学、福州大学、中科院物理研究所等科研机构提供了周到满意的服务，赢得了良好口碑。

立志于在光催化行业深耕细作厚积薄发，用品牌和服务成就每一个应该成功的人，愿成为您科研路上最真诚的伙伴！

产品推荐

服务号

扫码关注

订阅号

扫码关注

小红书

扫码关注

抖音号

扫码关注

标签：

参与评论

登录后参与评论

全部评论(0条)

推荐阅读

文献速递丨JACS:金属锡表面羟基键合钌的红外光催化氢还原CO2

通过红外光催化将CO2和H2O同步转化为碳氢化合物和氧气仍然是一个挑战。本文采用NaBH4/NaOH重整法将

 北京镁瑞臣科技有限公司 147
2023-12-20
港东科技傅里叶红外光谱仪安装系列（十三）--------北京航空航天大学

红外光谱是物质分子的振动-转动能级跃迁所引起的对红外辐射的特征吸收转化为谱图的形式，它与分子的结构密切相关，是

 天津港东科技发展股份有限公司 65
2024-05-23
水分测定两手抓 | 卡尔费休滴定法VS近红外光谱法

水分测定两手抓 | 卡尔费休滴定法VS近红外光谱法

 瑞士万通中国有限公司 104
2024-03-27
49期名师讲堂预约 |3月26日，邀您探讨胶体量子点红外光电探测器&钠离子电容器！

3月26日，聚焦胶体量子点红外光电探测器\x26amp;钠离子电容器，我们不见不散~

北京先锋泰坦科技有限公司 104
2024-03-25
《白茶产地溯源技术规程近红外光谱法》国家标准编制说明

《白茶产地溯源技术规程近红外光谱法》系国家市场监督管理总局于2022年 4月28日下达任务，项目周期 22 个月，由福建农林大学、福建融韵通生态科技有限公司等单位共同起草，由全国茶叶标准化技术委员会归口。

北京北方伟业计量技术研究院 91
2024-03-07
暨南大学陆伟刚、李丹团队JACS：超稳定金属有机框架光催化

异相光催化剂表面的电荷转移决定了活性氧物种（ROS）的生成效率，从而影响了催化需氧型反应的效率。金属-有机框架（MOFs）中的网状化学允许合理设计给体-受体以优化界面电荷转移动力学。

北京中教金源科技有限公司 71
2024-01-25
【应用】近红外光谱法快速检测饲料原料，把控原料品质

近红外光谱法快速检测饲料原料豆粕作为油脂加工的副产物，是棉籽粕、花生粕、菜籽粕等 12 种动植物油粕饲料产品中

 步琦实验室设备贸易（上海）有限公司 92
2024-01-19
在线近红外光谱仪

在线近红外光谱仪（Online Near-Infrared Spectrometer）用于实时监测和分析样品中化学成分的仪器。它利用近红外（NIR）光谱技术。

上海如海光电科技有限公司 71
2024-01-17
港东科技傅里叶红外光谱仪安装系列（十一）--------桂林电子科技大学

显微红外光谱是将红外光谱仪与红外显微镜联用的系统。样品放置在红外显微镜的载物台上，光谱仪产生光束射向并聚焦到

 天津港东科技发展股份有限公司 75
2024-01-15
【应用】近红外光谱溯源食用海参产地

实验中的近红外光谱仪是一款采用偏振干涉的傅立叶变换型的近红外光谱仪，相较经典的傅立叶光谱仪，具有更小巧的造型和更强大的抗震动能力。模块化的测量池可以随时随地方便更换，满足各种形态样品的检测需求。

步琦实验室设备贸易（上海）有限公司 88
2023-12-29