In een paper gepubliceerd in NANO , onderzoekers van de National Taiwan University onderzochten de fotokatalytische prestaties van titanaat-nanobuisjes (TNT's) tegen veelgebruikt titaniumdioxide (TiO ₂ ) en ontdekte superieure prestaties van TNT's.

In de studie, TiO ₂ werd gebruikt als referentie-ondersteuning in vergelijking met TNT's die met een gemakkelijke methode waren gesynthetiseerd. De resultaten toonden aan dat platina (Pt/)TNT's vervaardigd met behulp van het microgolfverwarmingsproces de waterstofontwikkeling uit methanol in grotere mate verbeterden dan Pt/TiO ₂ . Het grote oppervlak van TNT's kan de adsorptie van methanol op de actieve plaats verbeteren en de vorming van geagglomereerde fijne Pt-deeltjes voorkomen.

Aanvullend, het grote oppervlak leidde tot een groter contactoppervlak tussen Pt- en Ti-atomen, die de sterke metaal-ondersteuningsinteractie verbeterde en verhoogde H ₂ productie prestaties. Dit komt doordat de absorptiespectra van TNT's in grotere mate naar het zichtbare lichtgebied verschuiven na het laden van Pt, waardoor de selectiviteit van de ontleding van mierenzuur tot CO . wordt verbeterd ₂ . Daarom, Pt/TNT's, die een aanzienlijk hoge fotokatalytische efficiëntie hebben, zijn levensvatbaar in verdere toepassingen als veelbelovende fotokatalysatoren.

De composieten van titanaat-nanobuisjes (TNT's) verbeterden de fotokatalytische selectiviteit voor H ₂ generatie uit mierenzuur beter dan Pt/TiO ₂ . In aanvulling, geïntensiveerde elektronische interacties vinden plaats tussen de componenten van TNT's en de Pt-atomen in termen van de sterke metaal-ondersteuningsinteractie, bijgevolg het gedrag van fotokatalysatoren beïnvloeden. Daarom, de fotokatalysator gevormd door Pt en TNT's heeft hogere fotokatalytische prestaties dan TiO ₂ van een 20% v/v methanoloplossing onder UV en bestraling met zichtbaar licht.

TNT's bieden een groter actief oppervlak dan TiO ₂ nanodeeltjes. Het grote oppervlak zorgt voor korte diffusiepaden voor elektronen en gaten, waardoor ze naar het oppervlak moeten worden overgebracht en de recombinatie van elektronen en gaten wordt verminderd. Ook, Röntgenfoto-elektronspectroscopie (XPS) resultaten van het papier toonden negatieve verschuivingen van de Pt-bindingsenergieën en positieve verschuivingen van Ti-bindingsenergieën als gevolg van de sterke metaal-ondersteuningsinteractie tussen Pt en TNT's. Dus, de opmerkelijk hoge fotokatalytische efficiëntie van TNT-composieten vergemakkelijkt hun toepassing als veelbelovende fotokatalysatoren.

Daarnaast, het is vermeldenswaard dat één mol HCOOH ontleedt in één mol CO ₂ en één mol H ₂ , of één mol CO en één mol H ₂ O. Dus, het is belangrijk om de selectiviteit van de ontleding van mierenzuur voor CO . te verhogen ₂ evolutie. De resultaten laten zien dat kale TNT's en Pt/TNT's resulteerden in een lagere CO-productie dan blote TiO ₂ en Pt/TiO ₂ . Dit resultaat kan worden toegeschreven aan het onvermogen van CO om in de poriën van TNT's te diffunderen vanwege het diameterverschil, omdat de kinetische diameter van CO (0,38 nm) groter is dan die van CO ₂ (0,33 nm).

Zal de verschillende structuur van de fotokatalysator de fotokatalytische selectiviteit van mierenzuur tot H . bevorderen? ₂ ? De onderzoekers bewijzen dat buisvormige TNT-composieten de fotokatalytische waterstofgeneratie beter verbeteren dan TiO ₂ .