Aller au contenu principal
Accès ouvert déclaré 2026 article

Biomass-derived HMF-regulated proton mediation for efficient photocatalytic H2O2 production over Co-N-S modified g-C3N4

0Citations signalées, ce qui n’est pas une note de qualité
3Institutions déclarées
1Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Photocatalytic H 2 O 2 synthesis is often promoted by concentrated alcohol (10 vol%) sacrificial agents that consume photogenerated holes and assist electron/proton transfer, together with continuous O 2 purging, which may limit practical sustainability. Integrating renewable and low-cost biomass-derived molecules with photocatalytic oxygen reduction offers a new route for regulating interfacial reactions toward H 2 O 2 synthesis. Here, a Co/N/S co-doped g-C 3 N 4 photocatalyst (Co-N-S/CN) was prepared by hydrothermal-assisted calcination using cobalt phthalocyanine sulfonate and melamine, with 5-hydroxymethylfurfural (HMF) introduced as a biomass-derived reaction additive. With only 0.1 vol% HMF, the optimal Co-N-S/CN photocatalyst achieved an H 2 O 2 production rate of 1834.91 μmol g −1 h −1 under ambient air without external O 2 feeding, representing a 40-fold enhancement over pristine g-C 3 N 4 in pure water. Comprehensive structural and spectroscopic characterization, photoelectrochemical measurements, reactive species identification and quantitative determination, and DFT calculations reveal that Co/N/S co-doping induced defects and electronic redistribution, enhancing light harvesting, charge separation, interfacial electron transfer, and O 2 activation toward H 2 O 2 production via two-electron oxygen reduction pathways. HMF addition increased the H 2 O 2 formation rate and suppressed its decomposition. The accompanying pH decrease, light-induced HMF-derived carbon-centered radical signals, photoluminescence and time-resolved photoluminescence measurements, and favorable HMF adsorption indicate that limited hole-driven HMF oxidation facilitates proton release and interfacial charge transfer. HPLC and TOC analyses showed only minor HMF consumption (3.1%) after the photoreaction of 3 h, supporting its use as a low-dose reaction additive. This work integrates one-step multi-heteroatom co-doping with biomass-assisted reaction regulation for efficient photocatalytic H 2 O 2 synthesis.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Biomass-derived HMF-regulated proton mediation for efficient photocatalytic H2O2 production over Co-N-S modified g-C3N4
Date Crossref
01/12/2026
Éditeur
Elsevier BV
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Advanced Photocatalysis TechniquesTiO2 Photocatalysis and Solar CellsCovalent Organic Framework Applications

BNTIC News n’est pas le producteur de ces données. Les publications sont interrogées à la demande dans Crossref, OpenAIRE, DOAJ, Europe PMC, HAL, DataCite, AfricArXiv, ROR et la Banque mondiale, sans clé d’accès. OpenAlex reste optionnel. Aucun service payant n’est nécessaire et aucune donnée externe n’est enregistrée en base. Consulter les sources et leurs limites.