Unraveling the dipole field in ultrathin, porous, and defective carbon nitride nanosheets for record-high piezo-photocatalytic H2O2 production
Notice bibliographique
Résumé
Piezo-photocatalysis is capable of concerting mechanical vibration into chemical energy, portraying a promising alternative technology for H 2 O 2 production. However, low mechanical energy conversion efficiency and constrained surface active sites hinder its practical application. Herein, ultrathin porous carbon nitride nanosheets with controlled carbon vacancies and oxygen doping (OCN-X, where X represents the calcination temperature) are synthesized by thermal oxidation etching to achieve unprecedented piezo-photocatalytic H 2 O 2 production. The carbon vacancies and oxygen doping cause the formation of asymmetric structure of triazine unit with a strong dipole field, which creates spontaneous polarization field to speed up directional electron transfer to the nitrogen active sites for effective piezo-photocatalysis. Meanwhile, the ultrathin and porous structure formed by hot-oxygen etching enhances the mechanical energy conversion efficiency and collaboratively induces adsorbed oxygen via indirect two-electron oxygen reduction reaction (ORR) transfer pathway to effectively produce H 2 O 2 . Consequently, without any co-catalysts, the as-prepared OCN-460 displays record-high piezo-photocatalytic H 2 O 2 production rate of 19.30 mmol g −1 h −1 , far outdistancing those previously reported for piezo-photocatalysts. Furthermore, it also still maintains a notable piezo-photocatalytic activity of 2.87 mmol g −1 h −1 in the pure water system. This work offers some new insights for the future design of an effective piezo-photocatalytic H 2 O 2 production system. • Ultrathin porous g-C 3 N 4 nanosheets with carbon vacancies and oxygen doping were prepared. • Record-high piezo-photocatalytic H 2 O 2 production was achieved. • Dipole field in ultrathin, porous, and defective g-C 3 N 4 nanosheets was revealed. • Piezo-photocatalytic mechanism was revealed by state-of-the-art characterizations.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| 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) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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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 tête enseignante, 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 ».