De onderzoeksgroep onder leiding van professor Zhenhui Kang van de Soochow University introduceerde de synthese, structurele kenmerken en foto-elektrische chemische eigenschappen van koolstofstippen (CD's) en hun toepassingen bij fotokatalytische conversie. Daarnaast wordt ook een nieuwe techniek besproken voor de karakterisering van fotokatalytische processen, transiënte foto-geïnduceerde spanning/stroom (TPC/TPV), in het katalytische systeem van CD's.

De unieke voordelen en het grote potentieel van cd's bij het omzetten en opslaan van schone energie kunnen niet worden genegeerd. Bovendien heeft foto-elektrokatalyse een zeer complex grensvlakproces, dus het is erg moeilijk om het mechanisme diepgaand te bestuderen. Met de bestaande karakteriseringstechnologieën is het gemakkelijk om stationaire informatie te verkrijgen in het foto-elektrokatalyseproces, maar het is moeilijk om de verandering tijdens het reactieproces weer te geven.

Daarom is het artikel van Prof. Kang, gepubliceerd in het International Journal of Extreme Manufacturing , introduceerde een nieuwe methode voor in-situ analyse en kinetische karakterisering, met CD's als een uitstekend model. TPV-technologie werd gebruikt om het dynamische proces dat wordt beïnvloed door cd's in het foto-elektrokatalytische proces te verzamelen en te analyseren. Als nieuwe contactloze detectietechnologieën zijn transiënte foto-geïnduceerde spanning/stroom (TPV/TPC) ontwikkeld om de kinetiek van ladingsoverdracht te detecteren en te bestuderen, die de complexe elektronenscheiding en het overdrachtsgedrag in foto-/elektrokatalysatoren gevoelig kan weerspiegelen .

Door de roterende elektrodetechniek te combineren met de transiënte fotospanningsrespons, wordt een methodemodel voor het dynamische proces van foto-elektron-gerichte extractie en fotokatalytische forcering in situ tot stand gebracht. Het basisidee van de methode is gebaseerd op de directionele ladingsbeweging als reactie op fotospanning. Als we de waterontledingsreactie als voorbeeld nemen, kan het aantal overgedragen elektronen in de fotokatalytische halfreactie in situ worden verkregen door tijdelijke, door licht geïnduceerde stroomveranderingen in de schijf-/ringelektrode.

Gegevens die zijn verzameld met een tijdelijke resolutie van 50 ns door een gepulseerde laser van 4 ns op het monster te schijnen, kunnen gedetailleerde informatie geven over ladingsoverdracht, opslag, recombinatieprocessen en op fotolading gebaseerde katalytische reacties. De volledige weergave omvat reactietijden van microseconden tot seconden. Door de parameters zoals maximale intensiteit, curvevorm, maximale intensiteitstijd, geïntegreerd oppervlak en vervalconstante te vergelijken, kan de kinetiek van grensvlakelektronentransport en reactiekinetiek van in situ katalytische processen direct of indirect worden verkregen. Deze foto-elektrische responsgegevens kunnen ons helpen om de katalytische actieve plaats, het katalytische centrum en de reactantkenmerken te bepalen, en kunnen zelfs worden gebruikt om nieuwe eigenschappen van katalytische materialen te ontdekken die onze verwachtingen overtreffen.

Professor Kang zei:"CD's vertegenwoordigen misschien niet de meest efficiënte katalysatoren, maar ze brengen een revolutionair begrip van het katalytische mechanisme en het ontwerpprincipe van de katalysator. De TPV-technologie vertegenwoordigt misschien niet de meest geavanceerde en universele technieken, maar het brengt nieuwe en specifieke informatie over elektronenoverdrachtskinetiek voor katalytisch mechanisme en katalysatorontwerp." + Verder verkennen

Wetenschappers leggen beeld van elektronenoverdracht vast in elektrokatalyseproces