Koboltnitrid förankrad på kväverika kol för effektiv koldioxidreduktion med synligt ljus

att använda solenergi för att omvandla CO2 till bränslen och kemikalier representerar en lovande lösning för att minska beroendet av fossila bränslen, men det hindras av bristen på högeffektiva katalysatorer. Här rapporterar vi unika koboltnitrid / kväverika kol (Co4N / NCs), som kan fungera som ädelmetallfria katalysatorer för CO2-till-CO-omvandling. Massaktiviteten för Co4N / NCs är två storleksordningar högre än för tidigare rapporterade CO2-fotoreduktionskatalysatorer. Kvantutbytet för CO-produktion vid 450 nm når 7,2% med en omsättningsfrekvens per Co-atom på 0,97 s-1. Den elektroniska strukturen och den samordnade miljön hos katalysatorer analyseras med Röntgenabsorptionsspektroskopi med finstruktur och röntgenfotoelektronspektroskopi. Reaktionsprocesserna undersöks med in-situ diffus reflektans infraröd fouriertransformspektroskopi och densitetsfunktionella teoriberäkningar. Resultaten tyder på att de synergetiska effekterna mellan Co4N och NCs kan konsolidera adsorptionen och aktiveringen av CO2 och påskynda gränssnittet elektronöverföringskinetik mellan co4n/NCs-katalysatorerna och ljusskörd antenn, vilket resulterar i den enastående aktiviteten för syntetisering av CO från CO2. Detta arbete ger möjlighet att utforma Sambaserad värd-gästtopologi för högeffektiv CO2-reduktion.