Kompletterande bild av testapparaten. Kredit:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202014037
Prof. Huang Weixin och Zhang Qun från University of Science and Technology of China (USTC) vid Chinese Academy of Sciences (CAS), tillsammans med inhemska medarbetare, sonderade in i den fotokatalytiska oxidationen av metanol på olika anatas TiO 2 nanokristaller. Resultaten publicerades på Angewandte Chemie International Edition .
Halvledarbaserad fotokatalys har väckt stor uppmärksamhet sedan upptäckten, på grund av sin miljövänliga produktion av kemiskt bränsle med hjälp av solenergi.
En fotokatalytisk reaktion består av ljusabsorption och laddningsgenerering i fotokatalysatorer, laddningsseparation och migrering till fotokatalysatorytor, och laddningsdeltagande reaktioner på fotokatalysatorytor. Det sista steget, hastighetsbegränsande fotokatalytiska reaktioner, involverar en gränsytladdningsöverföringsprocess från fotokatalysatorytor till ytadsorbat och efterföljande ytreaktioner. Dock, på grund av dess komplexitet, det finns mycket mindre studier om det.
För att upptäcka den underliggande mekanismen och korrelationen med den fotokatalytiska effektiviteten, forskarna studerade fotokemin av CH 3 OH-oxidation på olika TiO 2 nanokristaller, och sondens fotokatalytiska reaktion för grundläggande studier av komplexa fotokatalytiska reaktioner på oxidfotokatalysatorer, med in situ och tidsupplösta karakteriseringar och densitetsfunktionella teoriberäkningar.
Resultaten avslöjade att ytplatsen och motsvarande adsorberade metanolarter har visat sig påverka valensbandets böjning, och dessa faktorer kan således bestämma TiO 2 -till-CH 3 OH-gränssnittsladdningsöverföringsprocessen och därefter den fotokatalytiska effektiviteten.
Fyndet stämde överens med den tidigare studien av professor Huang, motiverar genomförbarheten av oxidmodellkatalysatorer från enkristaller till nanokristaller.
Denna studie avslöjar webbplatsens känslighet för överföring av gränssnittsladdning, vilket indikerar ytstrukturkonstruktion av fotokatalysatorer för att vara ett effektivt tillvägagångssätt för att maximera fotokatalytisk effektivitet.
