金属氧化物表界面结构设计和光催化活性研究

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金属氧化物表界面结构设计和光催化活性研究

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简介： 太阳能有效转化为化学能是解决能源危机的有效途径之一；光催化可将光在有效催化剂的存在下实现太阳能的有效转化和利用。光催化存在的关键问题是催化剂的光转化效率偏低，表现在三个方面：1、催化剂表面反应速率低，2、光在催化剂光利用效率低，3、产生的光生载流子分离效率低。针对制约光催化的三个因素，我们提出采用先竞争配位后原位煅烧递进的策略，构筑具有高催化性能的表界面结构。以 In2O3为例，利用调节剂与配体竞争配位铟离子，构成既有特定表面的 In-MOFs 前驱体，随后采用原位煅烧构筑具有特定的表面的杂原子掺杂 C 与 In2O3界面。构成的 C 与 In2O3界面，提供了载流子传输的通道，可提高流子的分离效率。同时形成特定形貌空心结构，可同时提高光利用效率和表面氧化还原反应速率，与商品化 In2O3比，光催化转换频率比商品化 In2O3提高 3 倍多。上述策略还可推广合成其它金属氧化物和碳界面。
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太阳能有效转化为化学能是解决能源危机的有效途径之一；光催化可将光在有效催化剂的存在下实现太阳能的有效转化和利用。光催化存在的关键问题是催化剂的光转化效率偏低，表现在三个方面：1、催化剂表面反应速率低，2、光在催化剂光利用效率低，3、产生的光生载流子分离效率低。针对制约光催化的三个因素，我们提出采用先竞争配位后原位煅烧递进的策略，构筑具有高催化性能的表界面结构。以 In2O3为例，利用调节剂与配体竞争配位铟离子，构成既有特定表面的 In-MOFs 前驱体，随后采用原位煅烧构筑具有特定的表面的杂原子掺杂 C 与 In2O3界面。构成的 C 与 In2O3界面，提供了载流子传输的通道，可提高流子的分离效率。同时形成特定形貌空心结构，可同时提高光利用效率和表面氧化还原反应速率，与商品化 In2O3比，光催化转换频率比商品化 In2O3提高 3 倍多。上述策略还可推广合成其它金属氧化物和碳界面。