Solar-Driven Reduction of Aqueous Protons Coupled to Selective Alcohol Oxidation with a Carbon Nitride–Molecular Ni Catalyst System
Notice bibliographique
Résumé
Solar water-splitting represents an important strategy toward production of the storable and renewable fuel hydrogen. The water oxidation half-reaction typically proceeds with poor efficiency and produces the unprofitable and often damaging product, O2. Herein, we demonstrate an alternative approach and couple solar H2 generation with value-added organic substrate oxidation. Solar irradiation of a cyanamide surface-functionalized melon-type carbon nitride ((NCN)CNx) and a molecular nickel(II) bis(diphosphine) H2-evolution catalyst (NiP) enabled the production of H2 with concomitant selective oxidation of benzylic alcohols to aldehydes in high yield under purely aqueous conditions, at room temperature and ambient pressure. This one-pot system maintained its activity over 24 h, generating products in 1:1 stoichiometry, separated in the gas and solution phases. The (NCN)CNx-NiP system showed an activity of 763 μmol (g CNx)(-1) h(-1) toward H2 and aldehyde production, a Ni-based turnover frequency of 76 h(-1), and an external quantum efficiency of 15% (λ = 360 ± 10 nm). This precious metal-free and nontoxic photocatalytic system displays better performance than an analogous system containing platinum instead of NiP. Transient absorption spectroscopy revealed that the photoactivity of (NCN)CNx is due to efficient substrate oxidation of the material, which outweighs possible charge recombination compared to the nonfunctionalized melon-type carbon nitride. Photoexcited (NCN)CNx in the presence of an organic substrate can accumulate ultralong-lived "trapped electrons", which allow for fuel generation in the dark. The artificial photosynthetic system thereby catalyzes a closed redox cycle showing 100% atom economy and generates two value-added products, a solar chemical, and solar fuel.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».