Enhancing the photoelectrocatalytic performance of metal-free graphdiyne-based catalyst

来源 :中国科学:化学(英文版) | 被引量 : 0次 | 上传用户:uk1030
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
As a new member of the carbon family,graphdiyne is an intrinsic semiconductor featuring a natural bandgap,which endues it potential for direct application in photoelectric devices.However,without cooperating with other active materials,conventional hexacetylene-benzene graphdiyne (HEB-GDY) shows poor performances in photocatalysis and photoelectric devices due to its non-ideal visible light absorption,low separation efficiency of the photogenerated carriers and insufficient sites for hydrogen production.Herein,we report a molecular engineering strategy for the regulation of GDY-based carbon materials,by incorporating a strong pyrene absorption group into the matrix of graphdiyne,to obtain pyrenyl graphdiyne (Pyr-GDY) nanofibers through a modified Glaser-Hay coupling reaction of 1,3,6,8-tetraethynylpyrene (TEP) monomers.For comparison,phenyl graphdiyne (Phe-GDY) nanosheets were also constructed using 1,3,4,6-tetraethynylbenzene (TEB) as a monomer.Compared with Phe-GDY,Pyr-GDY exhibits a wider visible light absorption band,promoted efficiency of the charge separation/transport and more sufficient active sites for water reduction.As a result,Pyr-GDY alone displays superior photoelectrocatalytic performance for water splitting,giving a cathode photocurrent density of ~138 μA cm-2 at a potential of-0.1 Vversus normal hydrogen electrode (NHE) in neutral aqueous solution,which is almost ten and twelve times as high as those of Phe-GDY (14 μA cm-2) and HEB-GDY (12 μA cm-2),respectively.Such a performance is also superior to those of most reported carbonbased metal-free photocathode.The results of theoretical calculations reveal that the carbon atoms in the acetylene bonds are the active sites for proton reduction.This work offers a new strategy for the construction of graphdiyne-based metal-free photoelectrocatalysts with enhanced photoelectrocatalytic performance.
其他文献
本文概述了用于水力压裂处置的水泥浆固化体在去离子水和处置现场近域地下水中的浸出行为。浸出试验分别采用国际标准化组织(ISO)颁布的长期浸出试验方法和美国能源部材料特
摘 要:在幼儿园的教育活动中,环境作为一种“隐性课程”。环境创设已渐渐成为幼儿园工作的热点、时代的潮流,它对幼儿的成长起着重要的作用,深刻影响着幼儿的身心发展。而现今的幼儿园环境布置依然存在很多不足之处,主要从艺术设计的视角去分析幼儿园环境布置,就如何对幼儿园环境布置趋向科学化、专业化的问题做了讨论。  关键词:艺术设计;幼儿园;环境布置  幼儿园环境影响着幼儿的成长,它让幼儿在生活和探索中获得创
习作教学不容乐观,最主要的症结是脱离生活,内容空洞.那么,如何改变目前习作教学之现状?惟有让其走生活化之路.农村有美丽而神奇的大自然,有丰富的人文底蕴.我们何不利用这得
Photo-induced excited-state dynamics within organic materials fundamentally determine their photophysical properties for various applications,and thus understan
[摘 要] 多媒体技术为现代飞行教学提供了科学的手段和方法。在简要分析多媒体飞行教学优势的基础上,重点探讨了多媒体技术在飞行教学中的应用模式和注意事项。  [关 键 词] 多媒体技术;飞行教学;应用  [中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603(2016)10-0106-01  现代教育技术的迅猛发展,改变了飞行院校的教育教学方式,很多飞行教员都采用多媒体课件辅
社会信息化和知识经济的发展,对教育提出了强烈的变革要求,传统学习方式必然要向创新性学习转变。学生学习数学是一种靠内部动力来达到学习目的的,这种目的就是学习的强烈愿
期刊
【《日本原子》1985年7月号第24页报道】自从美国三里岛2号堆发生事故以来,严重事故评价和源项研究已经成为日本核安全研究的重大课题之一。其中大部分研究工作是由日本原子
课堂是教学的主阵地,是提高教学质量的关键所在,要提高教学质量,培养创新人才,就必须建立一种科学的、适合学生发展需要的新型课堂教学模式,学生的预先学习、教师的引导、学
本文着重探讨自紧式金属 O 形环的密封特性,并用 φ600台架专门研究不同预紧载荷下法兰分离量与压力的关系,测得 O 形环的许用回弹量,许用密封比压。比较了 GH169 和不锈钢 O
随着按科学和核仪器的不断发展,各种核技术的应用已渗透到各个领域,并取得了可喜的成果。核技术在海洋研究中的应用已相当广泛,而且发展也较为迅速。利用放射性示踪剂可以测