Kobolttinitridi, joka on ankkuroitu typpipitoisiin hiiliin ja joka vähentää tehokkaasti hiilidioksidia näkyvällä valolla

käyttämällä aurinkoenergiaa hiilidioksidin muuttamiseksi polttoaineiksi ja kemikaaleiksi, on lupaava ratkaisu vähentää riippuvuutta fossiilisista polttoaineista, mutta sitä haittaa erittäin tehokkaiden katalyyttien puute. Tässä raportoimme ainutlaatuisista kobolttinitridi / typpipitoisista hiilistä (Co4N / NCs), jotka voivat toimia jalometallittomina katalyytteinä CO2-to-CO-muuntamisessa. Co4N/NCs: n massa-aktiivisuus on kaksi suuruusluokkaa suurempi kuin aiemmin raportoitujen CO2-fotoreduktiokatalyyttien. CO-tuotannon kvanttituotto 450 nm: ssä saavuttaa 7,2%: n vaihtotaajuuden Co-atomia kohti ollessa 0,97 s-1. Katalyyttien elektronista rakennetta ja koordinoitua ympäristöä analysoidaan Röntgenabsorption hienorakennespektroskopialla ja Röntgenvaloelektronispektroskopialla. Reaktioprosesseja tutkitaan in situ-diffuusiheijastavuus infrapuna-Fourier-muunnosspektroskopialla ja tiheysfunktionaaliteorialaskelmilla. Tulokset viittaavat siihen, että Co4N: n ja NCs: n väliset synergiavaikutukset voivat vahvistaa CO2: n adsorptiota ja aktivoitumista ja nopeuttaa co4n/NCs-katalyyttien ja valoa keräävän antennin välistä interfacial-elektroninsiirtokinetiikkaa, mikä johtaa erinomaiseen aktiivisuuteen CO2: n syntetisoimiseksi. Tämä työ tarjoaa mahdollisuuden suunnitella Co-based isäntä-vieras topologia erittäin tehokas CO2 vähentäminen.