搜索
发展高效光催化体系新策略：宽光谱响应光催化剂分解水研究新进展
2015-02-02 16:38:54 来源:中国科学院太阳能光催化分解水制氢是实现太阳能光-化学转化的重要反应，被认为是化学领域的一个“圣杯”式的反应。光催化水分解反应主要涉及质子还原和水氧化两个半反应，其中水氧化是涉及多电子转移、热力学爬坡的反应，被认为是实现上述太阳能光化学转化的速控步。太阳能光催化转化涉及如何实现太阳能宽光谱利用、如何实现高效的光生电荷分离以及表面的催化转化等关键科学问题，然而随着半导体催化剂吸收带边的红移，其驱动光生电荷分离以及水分解（还原、氧化）的能力就随之变弱。因此，太阳光的充分利用与光生电荷的高效分离常常不易兼得，要实现宽光谱响应的光催化剂高效水氧化过程是一个非常具有挑战性的难题。
助催化剂可有效促进光生电荷分离和催化转化，李灿研究团队在国际上明确提出了双助催化剂策略（Acc.Chem.Res.2013，46，2355）。最近几年，为了攻克宽光谱响应光催化剂上水氧化这一科学难题，他们发展了高温负载廉价助催化剂CoOx的策略，在LaTiO2N（Eg:2.1eV）上取得了比传统贵金属IrO2和RuO2助催化剂更高的放氧性能（J.Am.Chem.Soc.2012，134，8348-8351.），随后又成功地将这种CoOx负载策略拓展到了新开发的宽光谱响应的氮掺杂氧化物Sr5Ta4O15-xNx和MgTa2O6−xNx材料体系上（J.Mater.Chem.2013，12，5651；Chem.Commun.2014，50，14415）。
该研究进一步利用MgO纳米层调变宽光谱响应半导体Ta3N5与助催化剂CoOx之间的界面性质，通过改变半导体材料表面的亲疏水性，改善了助催化剂的纳米分散以及界面间电荷的转移，取得了目前宽光谱响应光催化剂上分解水放氧反应的最高量子效率，为发展高效的光催化体系提供了新策略。
相关阅读
- • 两篇Nature发布癌症重大突破：世界首创减少癌细胞转移的新方法 2023-08-04
- • 科技新篇章，共同聚焦2023宽禁带半导体先进技术创新与应用发展 2023-07-25
- • 纳米孔测序仪：小小“身躯”却是高精尖技术的“集大成者”——访齐碳科技联合创始人兼首席科学家白净卫 著作权归作者所有。 商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。 2023-07-11
- • 906项 2023年度河北省科学技术奖受理项目公示 2023-07-05
暂无评论
- 网友评论:
- 已有0条评论
①凡本网注明“来源：益择网”或“益择网讯”的所有作品，版权均属于益择网，转载或摘编请必须注明益择网， http://www.51select.com/ ，用作其他用途请务必联系本网 。违反者本网将追究相关法律责任。
②本网转载并注明自其它来源的作品或会员自行上传的资料，目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性，不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时，必须保留本网注明的作品来源，并自负版权等法律责任。
③如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起一周内与本网联系，否则视为放弃相关权利。
②本网转载并注明自其它来源的作品或会员自行上传的资料，目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性，不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时，必须保留本网注明的作品来源，并自负版权等法律责任。
③如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起一周内与本网联系，否则视为放弃相关权利。
