En utmaning för att främja industriell tillämpning av fotokatalysteknik för miljösanering ligger i utformningen av högpresterande fotokatalysatorer. Dessa fotokatalysatorer bör förses med effektiv fotobärarseparation och intensiva redoxpotentialer för att öka fotokatalytiskt avlägsnande av föroreningar.
I en studie publicerad i Advanced Powder Materials , avslöjade en grupp forskare från Zhejiang Ocean University och University of Missouri moduleringen av kemiska gränssnittsbindningar av Mn0,5 Cd0.5 S/BiOBr assisterad av med rika syrevakanser. Detta klargjorde i sin tur den underliggande mekanismen för ökad fotokatalytisk prestanda.
"BiOBr är en aktiv fotokatalysator för synligt ljus med flera fördelar, inklusive en gynnsam bandkonfiguration, exceptionell fotooxidativ kapacitet, distinkt 2D-arkitektur, ekologisk kompatibilitet, rikliga resurser och robust hållbarhet," förklarade Shijie Li, medförfattare till studien. . "Men begränsad absorption av synligt ljus och trög spridning av fotobärare och segregation hindrar dess praktiska tillämpning."
Teamet utvecklade ett S-schema fotosystem av Mn0,5 Cd0.5 S/BiOBr med gränssnittsbindning och syredefekter, konstruerad genom att nåla Mn0,5 Cd0.5 S nanopartiklar på BIR mikroblommor. Detta utformades för effektiv dekontaminering av antibiotika och Cr(VI).
"Fysisk kontakt utan kemiskt bindande hetero-gränssnitt mellan de två komponenterna, som är otillräckligt interaktiv, resulterar i allmänhet i en otillfredsställande laddningsmigreringspassage", tillade Bin Zhang, co-lead och co-correspondande författare.
"Defektteknik är dessutom en annan effektiv strategi för att uppgradera den katalytiska egenskapen. Därför är exakt konstruktion av kemiskt bunden S-schema heterojunction med strukturella defekter avgörande för effektiv fotokatalytisk vattenrening men utnyttjas sällan i fotokatalytiska tillämpningar."
Teamets resultat ger ett genomförbart tillvägagångssätt för att utveckla enastående katalysatorer för miljöskydd genom att kombinera kemiska gränssnittsbindningar och defektmodulerade S-schema-övergångar.
Mer information: Shijie Li et al, Kemiskt bunden Mn0.5Cd0.5S/BiOBr S-schema fotokatalysator med rika syreutrymmen för förbättrad fotokatalytisk dekontamineringsprestanda, Avancerade pulvermaterial (2024). DOI:10.1016/j.apmate.2024.100183
Tillhandahålls av KeAi Communications Co., Ltd.
