Azotek kobaltu zakotwiczony na węglach bogatych w azot dla skutecznej redukcji dwutlenku węgla za pomocą światła widzialnego

wykorzystanie energii słonecznej do konwersji CO2 w paliwa i chemikalia stanowi obiecujące rozwiązanie zmniejszające zależność od paliw kopalnych, ale jest utrudnione przez brak wysoce wydajnych katalizatorów. W niniejszym dokumencie informujemy o unikalnych azotkach kobaltu / węglach bogatych w azot (Co4N / NCs), które mogą działać jako katalizatory bez metali szlachetnych do konwersji CO2 na CO. Aktywność masowa Co4N / NCs jest o dwa rzędy wielkości wyższa niż poprzednio zgłaszane katalizatory fotoredukcji CO2. Wydajność kwantowa dla produkcji CO przy 450 nm osiąga 7,2% z częstotliwością obrotu na atom Co wynoszącą 0,97 s-1. Struktura elektroniczna i skoordynowane środowisko katalizatorów są analizowane za pomocą spektroskopii struktury absorpcji rentgenowskiej i spektroskopii fotoelektronów rentgenowskich. Procesy reakcji są badane przez spektroskopię transformaty Fouriera w podczerwieni z odbiciem rozproszonym in situ i obliczenia teorii funkcjonalnej gęstości. Wyniki sugerują, że efekty synergiczne między Co4N a NCs mogą konsolidować adsorpcję i aktywację CO2 oraz przyspieszać kinetykę międzyfazowego transferu elektronów między katalizatorami co4n/NCs a anteną zbierającą światło, powodując w ten sposób wyjątkową aktywność do syntezy co z CO2. Praca ta oferuje możliwość zaprojektowania opartej na współpracy topologii gospodarz-gość w celu wysokowydajnej redukcji CO2.