Nitruro de Cobalto Anclado en Carbonos Ricos en Nitrógeno para una Reducción Eficiente del Dióxido de Carbono con Luz Visible
La utilización de energía solar para convertir CO2 en combustibles y productos químicos representa una solución prometedora para reducir la dependencia de los combustibles fósiles, pero se ve obstaculizada por la falta de catalizadores altamente eficientes. En este documento, reportamos carbonos ricos en nitrógeno/nitruro de cobalto únicos (Co4N / NCs), que pueden funcionar como catalizadores libres de metales nobles para la conversión de CO2 a CO. La actividad de masa de Co4N/NCs es dos órdenes de magnitud superior a la de los catalizadores de fotorreducción de CO2 notificados anteriormente. El rendimiento cuántico para la producción de CO a 450 nm alcanza el 7,2% con una frecuencia de rotación por átomo de Co de 0,97 s-1. La estructura electrónica y el entorno coordinado de los catalizadores se analizan mediante espectroscopia de estructura fina de absorción de rayos X y espectroscopia fotoelectrónica de rayos X. Los procesos de reacción se investigan mediante espectroscopia de transformada infrarroja de fourier de reflectancia difusa in situ y cálculos de la teoría funcional de densidad. Los resultados sugieren que los efectos sinérgicos entre el Co4N y el NCs pueden consolidar la adsorción y activación de CO2 y acelerar la cinética de transferencia de electrones interfacial entre los catalizadores Co4N/NCs y la antena de captación de luz, lo que resulta en una actividad sobresaliente para sintetizar CO a partir de CO2. Este trabajo ofrece la posibilidad de diseñar una topología de huésped-huésped basada en la combinación para una reducción de CO2 altamente eficiente.
