H2のための金属フリー光触媒 視界から近赤外線領域における進化:黒いリン/グラフィット性炭素窒素
Mingshan Zhu1, Sooyeon Kim1, Liang Mao2
1The Institute of Scientific and Industrial Research (SANKEN), Osaka University , Mihogaoka 8-1, Ibaraki, Osaka 567-0047, Japan.
Journal of the American Chemical Society
|September 1, 2017
まとめ
研究者らは新しい金属無黒/炭酸化物 (BP/CN) ナノハイブリッド光触媒を開発した. この材料は太陽エネルギーを効率的に水から水素ガスを生成し 持続可能な化学を推進します
科学分野:
- 持続可能な化学
- 材料科学
- 光触媒
背景:
- 効率的で安定した 金属のない光触媒を 開発することは 緑の化学にとって 極めて重要です
- 効率的な人工光合成には,ブロードバンドの太陽吸収 (UVから近赤外線) が必要です.
- 現存する金属フリーオプションには,安定性や広範囲の太陽光スペクトルの利用が欠けていることが多い.
研究 の 目的:
- 水を水素に光還元するための新しい金属フリーバイナリナノハイブリッド光触媒の設計と評価.
- 新しい材料の構造と活性関係と電荷移転のダイナミクスを調査する.
- 材料が再生可能エネルギーに変換できる可能性を証明する.
主な方法:
- 二次元 (2D) ブラック・フォスファー (BP) とグラフィティック・カーボン・ナトリド (CN) のナノハイブリッド (BP/CN) の合成
- 可視光および近赤外線照射下での水素 (H2) ガス生成のための光触媒試験
- 時間解像度の分散反射スペクトロスコピーを用いて,電荷移転メカニズムを研究する.
主要な成果:
- BP/CNナノハイブリッドは,光>420 nmと>780 nmの下でH2の生産に効率的な光触媒活性を示した.
- BPとCNの間のインターフェイス相互作用は,効率的な電荷移転を促進し,光触媒を強化しました.
- 顕微鏡測定により,ナノハイブリッド内の有効な電荷捕捉と転送プロセスが確認されました.
結論:
- 開発されたBP/CNナノハイブリッドは,人工光合成のための有望な金属フリー光触媒です.
- この材料は太陽光水分解による 再生可能エネルギー変換の 新しい経路を提供します
- この研究は,高度な光触媒応用のための2D材料の組み合わせの可能性を強調しています.
