Urchin-like hierarchical CoZnAl-LDH/RGO/g-C3N4 hybrid as a Z-scheme photocatalyst for efficient and selective CO2 reduction

Z‐Scheme Photocatalytic Systems for Carbon Dioxide Reduction: Where Are We Now?

“…This unprecedented high photoactivity was ascribed to the synergy effects of the Z-scheme heterosystem formed by introducing RGO that allowed efficient transfer and trapping of electrons as well as the hierarchical structure that enabled effective light absorption. Furthermore,d ue to the high charge mobility of RGO,t he recombination of photogenerated charge carriers was largely retarded, which significantly improved the photostability of ZnV 2 O 6 /RGO/pCN.I n another related work, Yangsg roup reported aZ -scheme g-C 3 N 4 /RGO/CoZnAl-LDH (CN/RGO/LDH) composite with at hree-dimensional (3D) urchin-like structure ( Figure 10 d; LDH = layered double hydroxide) for efficient photoconversion of CO 2 to CO. [97] It is worth mentioning that the Zscheme charge transfer route of CN/RGO/LDH was well elucidated by active species trapping by electron spin resonance (ESR) measurements (Figure 10 e,f). With RGO as an electron mediator,t he charge transfer route of CN/ RGO/LDH follows the Z-scheme mechanism (Figure 10 g), which preserves photogenerated electrons and holes with strong reducibility and oxidizability by consuming those inferior ones,h ence promoting charge separation.…”

“…i) Isotopic analysis of 13 CO using 13 CO 2 as carbon source. [97] Copyright 2019 Elsevier B.V.j)TEM and k, l) HRTEM images of BWO/RGO/CN with 15 wt %o fBWO with respect to CN. m) Schematic of Z-scheme charge transfer route in the BWO/RGO/CN hybrid heterojunction.…”

Rational Design of Carbon‐Based 2D Nanostructures for Enhanced Photocatalytic CO2Reduction: A Dimensionality Perspective

“…Similarly, all‐solid‐state urchin‐like CoZnAl‐LDH/RGO/CN Z‐Scheme photocatalysts have lately been developed to tackle the photocatalytic reduction of CO 2 . This study represents the pioneer work for the layered double hydroxide (LDH)‐based Z‐scheme system.…”

Z‐Schema‐Photokatalysesysteme für die Kohlendioxidreduktion: Wo stehen wir heute?

“…Photokatalysator-Zusammenstellung.Mehr noch, die hçchste CH 3 OH-Bildungsrate betrug sogar bis zu 3724.4 mmol g À1 bei 2hLichtbestrahlung (Abbildung 10 c). Diese beispiellos hohe Photoaktivitätw urde zum einen auf Synergieeffekte des gebildeten Z-Schema-Heterosystems durch Einführung von RGO zurückgeführt, wodurch eine effiziente Übertragung der Ladung und deren Abfangen mçglich wurden, und zum anderen auf die hierarchische Struktur, die eine effiziente Lichtaufnahme ermçglichte.Z udem war infolge der hohen Ladungsbeweglichkeit von RGO die Rekombination photogenerierter Ladungsträger weitgehend unterbunden, wodurch sich die Photostabilitätv on ZnV 2 O 6 /RGO/pCN deutlich verbesserte.I ne iner weiteren, ähnlichen Arbeit berichtete die Arbeitsgruppe von Yang über das Z-Schema-Kompositmaterial g-C 3 N 4 /RGO/CoZnAl-LDH (CN/RGO/LDH) mit einer dreidimensionalen (3D), igelartigen Struktur (Abbildung 10 d; LDH = layered double hydroxide;geschichtetes Doppelhydroxid) fürd ie effiziente Photoumwandlung von CO 2 in CO. [97] Es ist erwähnenswert, dass der Z-Schema-Ladungsübertragungsweg von CN/RGO/LDH durch EPRspektroskopische Messungen (Abbildung 10 e,f) als Nachweisverfahren fürd ie aktive Spezies gut geklärt worden ist. Der Ladungsübertragungsweg von CN/RGO/LDH mit RGO als Elektronenvermittler folgt dem Z-Schema-Mechanismus (Abbildung 10 g), der die photogenerierten Elektronen und Lçcher mit starker Reduzier-und Oxidierfähigkeit beibehält, aber solche mit schlechterer Qualitäta ufbraucht und somit die Ladungstrennung fçrdert.…”