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太陽能驅動的費-托合成(Fischer-Tropsch synthesis, FTS)是一種生產增值碳氫化合物太陽能燃料的有前景的途徑。基於此,中科院理化技術研究所張鐵銳研究員和李振華助理研究員、華中師範大學歐陽述昕教授(共同通訊作者)等人報道了一種在CN載體中摻雜硼(B)來調節Co-BCN催化劑界面電子結構的方法,以提高光熱FTS中烴類產物的產率。
在太陽光照射下,優化後的Co-BCN催化劑在CO轉化率超過40%的情況下,實現了96.9%的烴選擇性,分別是Co-CN和Co-C催化劑的4.3倍和10.2倍。詳細表徵表明,Co納米金屬和BCN載體之間的電子轉移隨着摻雜水平的增加而增強,其中界面處的電子結構被調製。
進一步的化學吸附實驗和原位漫反射紅外光譜證實,Co-BCN中富電子界面的形成可以在H*的幫助下促進CO活化,從而提高CO的轉化率。該工作不僅為調控界面電子以增強光催化活性鋪平了道路,而且為合理設計和製備高效催化劑提供了一種有前景的策略。
Boron-doped CN supported metallic Co catalysts with interfacial electron transfer for enhanced photothermal CO hydrogenation. Nano Energy, 2022, DOI: 10.1016/j.nanoen.2022.107723.
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.107723.
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