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光分解純水制氫研究獲進(jìn)展
近日，華東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院清潔能源材料與器件團(tuán)隊(duì)在光分解純水制氫材料晶面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與創(chuàng)制方面取得新進(jìn)展，以晶態(tài)氧化物SrTiO3為模型材料，在固相合成體系中可控制備出大比例暴露優(yōu)勢(shì)晶面的高質(zhì)量單晶催化劑。相關(guān)成果在線(xiàn)發(fā)表于《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》。?
各向異性SrTiO3單晶分解純水制取氫氣和氧氣 圖片來(lái)源于《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》
在前期研究基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)發(fā)展了一種固相合成晶面調(diào)控策略，通過(guò)固態(tài)前驅(qū)體再結(jié)晶過(guò)程，可控制備暴露高活性{111}晶面的SrTiO3單晶光催化劑。預(yù)合成的低結(jié)晶度SrTiO3前驅(qū)體為固態(tài)再結(jié)晶的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變過(guò)程提供了良好的動(dòng)力學(xué)環(huán)境；微量Al3+摻雜離子作為表面形貌調(diào)節(jié)劑，可以精確調(diào)控晶體的表面取向?yàn)榭煽匕俜直鹊膡111}晶面。光激發(fā)電子-空穴對(duì)在{100}和{111}面之間實(shí)現(xiàn)了高效的各向異性分離，光解水制氫活性隨著{111}晶面暴露比例的增加而提高。由于優(yōu)異的結(jié)晶度、低缺陷密度和各向異性表面等結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，具有36.6%{111}晶面的SrTiO3單晶光催化劑以2:1的化學(xué)計(jì)量比實(shí)現(xiàn)了高效的光催化分解純水。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1021/jacs.3c12062
