可见光驱动的Cu{II) -{Sr{1-y) Na{y)) Ti{1-x) Mo{x)) O3光催化剂基于传导带控制和表面离子修饰
Xiaoqing Qiu1, Masahiro Miyauchi, Huogen Yu
1Research Center for Advanced Science and Technology, The University of Tokyo, 4-6-1 Komaba, Meguro-ku, Tokyo 153-8904, Japan.
Journal of the American Chemical Society
|October 12, 2010
概括
这项研究引入了一种新的可见光光催化剂Cu (II) - Sr (Sr) - 1 - y (Na) - y (Ti) - 1 - x (Mo) - x (O) - 3),通过控制导电带和修改表面,实现高效率. 这种方法为开发先进光催化剂提供了一种新的策略.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光催化作用的光催化
- 表面化学 表面化学
背景情况:
- 可见光活性光催化剂对于可持续能源应用至关重要.
- 传统的带隙缩小方法往往导致在可见光下较低的量子效率,与紫外线相比.
- 控制传导带和表面特性为提高光催化剂性能提供了一个替代策略.
研究的目的:
- 开发一种新的可见光驱动光催化剂,提高效率.
- 研究传导带控制和表面离子修饰对光催化活性的影响.
- 使用设计的光催化剂,实现气态2-醇的高效光催化分解.
主要方法:
- 使用软化学方法和浸技术合成Cu{II) -{Sr} -{y} -{Na} -{Ti} -{x} -{Mo} -{x} -{O} -{3) 光催化剂.
- 用Mo(6+) 和Na(+) 进行兴奋剂,以修改导电带边缘并将光吸收扩展到可见区域.
- 将Cu(II) 集群植入表面,以作为有效的电子减小的共催化剂.
主要成果:
- 6+) 和+) 兴奋剂有效地降低了导电带底部,并将吸收边缘延伸到可见光区域.
- 表面团有效地减少了氧气,消耗了兴奋的电子.
- 优化的光催化剂实现了0.148μmol/h的最大CO2生成率和14.5%的可见光量子效率,超过了UV效率 (10%).
结论:
- 导电带控制与表面离子修饰相结合,是开发高性能可见光光催化剂的高效战略.
- 这种方法为先进的光催化材料的合理设计提供了新的途径.
- 开发的Cu (II) - (Sr) - 1 - y (Na) - y (Ti) - 1 - x (Mo) - x (O) - 3) 系统显示了可见光驱动环境修复应用的巨大潜力.
