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華東理工大學(xué)吳新平等人,最新Nature Catalysis!
來(lái)源: 時(shí)間:2024-01-24 10:31:44 瀏覽:1810次

第一作者:Yiyang Li

通訊作者:吳新平研究員、Shik Chi Edman Tsang

通訊單位:華東理工大學(xué)、牛津大學(xué)

DOI:10.1038/s41929-023-01069-1



研究背景



近年來(lái),海水光催化裂解制氫技術(shù)引起了科研人員的廣泛關(guān)注,但光催化劑在含鹽環(huán)境中的能量轉(zhuǎn)化能力和穩(wěn)定性較差,極大地阻礙了該技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用,同時(shí)海水中電解質(zhì)的影響仍存在爭(zhēng)議?;诖耍A東理工大學(xué)吳新平研究員和牛津大學(xué)Shik Chi Edman Tsang等人報(bào)道了在N摻雜的TiO2光催化劑上的電解質(zhì)輔助電荷極化,它證明了熱輔助光催化裂解海水中H2和O2的化學(xué)計(jì)量演化。



文章要點(diǎn)



1、作者提出了在N摻雜的TiO2光催化劑上的電解質(zhì)輔助電荷極化,它證明了熱輔助光催化裂解海水中H2和O2的化學(xué)計(jì)量演化。利用各種技術(shù)對(duì)電解質(zhì)輔助電荷極化進(jìn)行了研究,定量分析表明,光催化性能和載流子壽命與電解質(zhì)輔助電荷極化能呈線性相關(guān)。在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的太陽(yáng)能爐中獲得的穩(wěn)定的H2演化速率為40.24 mmol g-1 h-1。

2、結(jié)合多種表征和密度泛函理論(DFT)計(jì)算表明,海水中的離子可以選擇性地吸附在相反電荷的光極化面,這可以延長(zhǎng)載流子壽命,導(dǎo)致在270 °C下的總能量轉(zhuǎn)換效率為15.9±0.4%。本工作是一種通過(guò)分割更豐富的鹽水資源來(lái)獲取太陽(yáng)能的實(shí)用策略。



圖文展示



1.Pt/N-TiO2POWS活性測(cè)試和TRPL光譜

2.N-TiO2光催化劑中的小面依賴性電荷分離

3. 270 °CN-TiO2AP-XPS研究

4.電解質(zhì)輔助POWS系統(tǒng)的計(jì)算研究

   5.電解質(zhì)輔助的POWS反應(yīng)的性能

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