Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Effektivitet i fotokatalyse viste sig at være stedfølsom

Supplerende billede af testapparatet. Kredit:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202014037

Prof. Huang Weixin og Zhang Qun fra University of Science and Technology of China (USTC) fra det kinesiske videnskabsakademi (CAS), sammen med hjemlige samarbejdspartnere, sonderet ind i den fotokatalytiske oxidation af methanol på forskellige anatase TiO 2 nanokrystaller. Resultaterne blev offentliggjort d Angewandte Chemie International Edition .

Halvlederbaseret fotokatalyse har tiltrukket sig stor opmærksomhed siden dens opdagelse, på grund af sin miljøvenlige produktion af kemisk brændsel ved hjælp af solenergi.

En fotokatalytisk reaktion består af lysabsorption og ladningsgenerering i fotokatalysatorer, ladningsadskillelse og migration til fotokatalysatoroverflader, og ladningsdeltagende reaktioner på fotokatalysatoroverflader. Det sidste skridt, hastighedsbegrænsning af fotokatalytiske reaktioner, involverer en grænsefladeladningsoverførselsproces fra fotokatalysatoroverflader til overfladeadsorbater og efterfølgende overfladereaktioner. Imidlertid, på grund af dens kompleksitet, der er meget færre undersøgelser om det.

For at opdage den underliggende mekanisme og sammenhængen med den fotokatalytiske effektivitet, forskerne studerede fotokemien af ​​CH 3 OH-oxidation på forskellige TiO 2 nanokrystaller, og den probe fotokatalytiske reaktion til grundlæggende undersøgelser af komplekse fotokatalytiske reaktioner på oxidfotokatalysatorer, med in situ og tidsopløste karakteriseringer og tæthedsfunktionsteoretiske beregninger.

Resultaterne afslørede, at overfladestedet og de tilsvarende adsorberede methanolarter har vist sig at påvirke valensbåndets bøjning, og disse faktorer kan således bestemme TiO 2 -til-CH 3 OH grænseflade ladningsoverførselsproces og efterfølgende den fotokatalytiske effektivitet.

Fundet var i overensstemmelse med den tidligere undersøgelse af prof. Huang, begrundelse for gennemførligheden af ​​oxidmodelkatalysatorer fra enkeltkrystaller til nanokrystaller.

Denne undersøgelse afslører stedets følsomhed ved grænsefladeladningsoverførsel, indikerer overfladestrukturkonstruktion af fotokatalysatorer for at være en effektiv tilgang til at maksimere fotokatalytisk effektivitet.


Varme artikler