Wetenschap
Een chemisch gebonden fotokatalysator met rijke zuurstofvacatures voor verbeterde fotokatalytische decontaminatie
Een uitdaging bij het bevorderen van de industriële toepassing van fotokatalysetechnologie voor milieusanering ligt in het ontwerp van hoogwaardige fotokatalysatoren. Deze fotokatalysatoren moeten worden uitgerust met een efficiënte scheiding van fotodragers en intense redoxpotentialen om de verwijdering van fotokatalytische verontreinigende stoffen te stimuleren.
In een onderzoek gepubliceerd in Advanced Powder Materials , onthulde een groep onderzoekers van de Zhejiang Ocean University en de Universiteit van Missouri de modulatie van de chemische binding aan het grensvlak van Mn0.5 Cd0,5 S/BiOBr bijgestaan door rijke zuurstofvacatures. Dit heeft op zijn beurt het onderliggende mechanisme voor verbeterde fotokatalytische prestaties opgehelderd.
"BiOBr is een actieve fotokatalysator in zichtbaar licht met verschillende voordelen, waaronder een gunstige bandconfiguratie, uitzonderlijke foto-oxidatieve capaciteit, onderscheidende 2D-architectuur, ecologische compatibiliteit, overvloedige hulpbronnen en robuuste duurzaamheid", legt Shijie Li, co-hoofdauteur van het onderzoek uit. . "De beperkte absorptie van zichtbaar licht en de trage diffusie en segregatie van fotodragers belemmeren echter de praktische toepassing ervan."
Het team ontwikkelde een S-schema-fotosysteem van Mn0,5 Cd0,5 S/BiOBr met grensvlakbinding en zuurstofdefecten, geconstrueerd door Mn0.5 vast te pinnen Cd0,5 S-nanodeeltjes op BOB-microbloemen. Dit is bedacht voor een effectieve decontaminatie van antibiotica en Cr(VI).
"Fysiek contact zonder chemisch bindende hetero-interface tussen de twee componenten, dat onvoldoende interactief is, resulteert over het algemeen in een onbevredigende passage van ladingsmigratie", aldus Bin Zhang, co-lead en co-corresponderende auteur.
"Bovendien is defect-engineering een andere effectieve strategie om de katalytische eigenschappen te verbeteren. De nauwkeurige constructie van chemisch gebonden S-schema heterojunctie met structurele defecten is dus essentieel voor efficiënte fotokatalytische waterzuivering, maar wordt zelden benut in fotokatalytische toepassingen."
De bevindingen van het team bieden een haalbare aanpak voor de ontwikkeling van uitstekende katalysatoren voor milieubescherming door het combineren van chemische bindingen aan het grensvlak en defectengemoduleerde S-schema-overgangen.