Исследование раскрывает понимание создания связанных электронных состояний для разработки эффективных фотокатализаторов

Важные новости

Исследование раскрывает суть истеблишмента связанных электронных состояний для разработки эффективных фотокатализаторов

Схематическая иллюстрация механизма фотохромного процесса производства водорода с использованием нанолистов HC-C3N5. Авторы и права: Шен Ю и др. <р>Фотокаталитическое расщепление воды, стратегия устойчивой энергетики, использует солнечную энергию для производства чистого водородного топлива. Хотя это предлагает многообещающее решение глобального энергетического кризиса и загрязнения окружающей среды, медленная кинетика фотогенерированных электронно-дырочных пар приводит к низкой активности большинства полупроводниковых материалов, даже с жертвенными агентами. С этой целью интеграция электронных ловушек и реакционных центров может стать реальной стратегией для улучшения разделения зарядов и каталитических характеристик.

В новом исследовании исследователи из Цзянсуского университета науки и технологий и Чжэцзянского океанического университета синтезировали высококристаллические фотокатализаторы нанолистов из нитрида углерода, богатые азотом, с помощью метода расплавленной соли с использованием щелочно-калийной соли, способствуя фотокаталитическому выделению водорода. Исследователи опубликовали свои результаты в журнале Advanced Powder Materials.

«Мы выяснили роль электронов в связанном состоянии в расширении спектра поглощения и генерации фотогенерируемых зарядов, а также подтвердили путь миграции электронов, индуцированный цианидными группами, координирующими переход фотовозбужденных электронов из несвязанного состояния в связанное», — говорит соавтор Шицзе Ли.

Команда синтезировала исключительную производительность высококристаллического нанолиста C3N5 (HC–C3N5) в качестве фотокатализатора, продемонстрировав скорость выделения водорода 3,01 ммоль ч−1 г−1, что превосходит скорость выделения водорода у объемного C3N5 (B– C3N5) в 3,27 раза.

«Экспериментальный и теоретический анализ показывает, что нанолисты HC-C3N5 демонстрируют макроскопические фотоиндуцированные изменения цвета, эффективно расширяя спектр поглощения и значительно усиливая генерацию экситонов», — объясняет Вэйлун Ши.

В частности, команда обнаружила потенциальные места захвата электронов, что способствовало пониманию сложной кинетики реакции, усиливая динамику разделения зарядов во время фотокаталитического производства водорода.

Дополнительная информация: Ю Шен и др. Синергия связанных электронов над фотохромными высококристаллическими нанолистами C3N5 в улучшении разделения зарядов для фотокаталитическое производство H2, Advanced Powder Materials (2024). DOI: 10.1016/j.apmate.2024.100202

Предоставлено KeAi Communications Co.

Новости сегодня

Последние новости