纳米颗粒TiN加载促进Z-方案的水分裂使用一个狭窄带间的氧化物基光催化剂板
Rhauane Almeida Galvão1, Swarnava Nandy2, Akio Hirako3
1Graduate School of Medicine, Science and Technology, Shinshu University, 4-17-1 Wakasato, Nagano-shi, Nagano, 380-8553, Japan.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|February 20, 2024
概括
改进无氧化物光催化剂板对于高效的太阳能到生产至关重要. 这项研究用氧化物和化增强了氧化 (SrTaO2N) 光催化剂板,显著提高了水分裂活动和太阳能转化.
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
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
背景情况:
- 氧化物光催化剂对水分开有希望,但为了更高的太阳能到效率,需要狭窄带隙的无氧化物替代品.
- 无氧化物光催化剂板通常具有较低的活性,因此需要改善材料质量和电荷转移过程.
- 采用Z方案的水分为使用可见光实现高效气生产提供了一条途径.
研究的目的:
- 调查单晶石氧化 (SrTaO2N) 作为Z-方案水分裂板的氧化演化光催化剂.
- 通过表面修饰和改进电荷转移来增强无氧化物光催化剂板的活性.
- 评估基于SrTaO2N的光催化剂板在与其他材料相结合的性能,以实现高效的水分解.
主要方法:
- 使用单晶SrTaO2N作为氧气演变元件制造光催化剂板.
- 用氧化物 (CoO_x) 加载SrTaO2N来增强光催化水氧化.
- 通过纳米颗粒化 (TiN) 进行进一步的修改,以改善电子转移到金 (Au) 导电层.
主要成果:
- 对SrTaO2N的氧化物加载增加了光催化水氧化活性,在420nm时产生15.7%的表面量子产量.
- 修改后的光催化剂表显示了在可见光下有效的Z模式水分裂.
- 化加载在CoO_x加载的SrTaO2N上,通过促进电子转移,导致水分裂活动增加了六倍.
结论:
- 无氧化物光催化剂的表面修饰,特别是SrTaO2N,有效地增强了水分裂活动.
- 通过CoO_x和TiN等材料促进电荷传输是提高基于nonoxide的光催化剂板的性能的关键.
- 这项工作为开发高效的无氧化物光催化剂板提供了一种战略,用于实际将太阳能转化为能.
