Le nitrure de cobalt Ancré sur des Carbones Riches en Azote pour une Réduction Efficace du Dioxyde de Carbone avec la Lumière Visible
L’utilisation de l’énergie solaire pour convertir le CO2 en combustibles et produits chimiques représente une solution prometteuse pour réduire la dépendance aux combustibles fossiles, mais elle est entravée par le manque de catalyseurs très efficaces. Ici, nous rapportons des carbones uniques riches en nitrure de cobalt / azote (Co4N / NCs), qui peuvent fonctionner comme catalyseurs sans métaux nobles pour la conversion CO2-CO. L’activité massique du Co4N/NCs est supérieure de deux ordres de grandeur à celle des catalyseurs de photoréduction de CO2 précédemment rapportés. Le rendement quantique pour la production de CO à 450 nm atteint 7,2% avec une fréquence de rotation par atome de Co de 0,97 s-1. La structure électronique et l’environnement coordonné des catalyseurs sont analysés par spectroscopie de structure fine d’absorption des rayons X et par spectroscopie photoélectronique des rayons X. Les processus réactionnels sont étudiés par spectroscopie à transformée de fourier infrarouge à réflectance diffuse in situ et par calculs de la théorie fonctionnelle de la densité. Les résultats suggèrent que les effets synergiques entre le Co4N et le NCs peuvent consolider l’adsorption et l’activation du CO2 et accélérer la cinétique interfaciale de transfert d’électrons entre les catalyseurs Co4N / NCs et l’antenne de récupération de lumière, ce qui entraîne une activité exceptionnelle de synthèse du CO à partir du CO2. Ce travail offre la possibilité de concevoir une topologie hôte-invité basée sur le Co pour une réduction très efficace du CO2.
