香港城市大学
香港城市大学的研究团队使用这种光催化反应器对产氢光催化剂进行了实验
学分:香港城市大学 近年来，由于氢是一种高能量密度的燃料，由太阳能水分解产生的绿色氢引起了人们的极大兴趣
由香港城市大学和德国学者共同领导的研究小组发现了三维有序大孔结构光催化剂中的量子限制效应
发现量子限制效应能够在可见光下产生氢气
这些发现为应对能源和环境挑战提供了一种选择
这项研究是由Dr
城市大学能源与环境学院副教授吴允浩和来自德国的研究人员
他们的发现发表在科学杂志《ACS能量快报》上，标题为“揭示周期性多孔BiVO4光催化剂中的载流子动力学以增强太阳能水分解”
" 产氧光催化剂的新产氢功能 博士；医生
光催化研究专家Ng指出，典型的太阳能分水光催化剂只能吸收太阳光谱中的紫外光，约占太阳光能量的4%
相比之下，钒酸铋(BiVO4)，一种对紫外光和可见光都有响应的金属氧化物光催化剂，可以吸收多达30%的太阳光谱能量
三维有序大孔结构的BiVO4因其优异的性能而受到广泛关注
这种结构的光催化活性的提高通常归因于更大的表面积、高的光吸收和被抑制的电荷复合
香港城市大学的研究团队研究了不同结构的钒酸铋的不同载流子动力学
学分:香港城市大学 然而，没有系统的研究将高度有序的多孔纳米结构的电荷传输对光活性的影响联系起来
博士；医生
Ng和他的团队接受了这一挑战，研究了3DOM和板状BiVO4样品的不同载流子动力学，以及它们在光催化方面的效率
研究小组发现，在可见光下的分水过程中，3DOM BiVO4光催化剂产生的氧气量几乎是板状BiVO4的两倍
此外，3DOM BiVO4光催化剂显示出比板状形式更高的阳极光电流密度
因此，3DOM BiVO4具有更高的光催化效率
“令我们惊讶的是，最初是一种产氧光催化剂的BiVO4，当它处于3DOM结构时，也在可见光下的水分解过程中产生了氢
这在以前从未被报道过
尼日利亚
发现量子限制效应 3DOM结构中的BiVO4如何产生氢气？博士；医生
吴昊，论文第一作者，博士中的能量流领导者
Ng的实验室分享了这项研究的一个亮点
“我们发现，源自3DOM BiVO4超薄晶体壁的量子限制提高了它的导带
它能够在可见光照射下光催化质子还原为氢，从而使氢从水分解中产生
“量子限制是指当材料的尺寸缩小到纳米级时，电子和光学特性的变化，例如能级和带隙
图a显示了3DOM BiVO4样品的扫描电子显微镜图像；图b是一个板状样品
信用:，罗沙纳克，，张等 “由于其导带的位置，BiVO4通常不能产生氢
现在，由于量子限制效应，提高了它的导带，氢可以被生产出来
这也是第一次在3DOM BiVO4中发现量子限制效应
吴解释说
研究小组还发现，即使不使用助催化剂，3DOM BiVO4仍可以在可见光照射下从溶液中产生氢气，而板状BiVO4仅显示出可忽略的氢气产生
助催化剂是促进催化剂功能的物质
它可以为光生电荷提供积累场所，并促进电荷分离
该团队还应用了先进的技术，包括时间分辨微波电导率，来研究3DOM和板状结构中的BiVO4光催化剂
他们发现，与板状结构相比，3DOM BiVO4的电荷迁移率高约6倍，电荷载流子寿命长约18倍，有效扩散长度长约9倍，从而提高了光催化效率
板状钒酸铋产生的氢可以忽略不计，但3DOM钒酸铋在可见光照射下会产生氢
信用:，罗沙纳克，，张等 下一个目标:废水分流 这项研究代表了理解金属氧化物半导体和高度有序多孔结构中电荷传输的一个基本步骤
博士的下一个目标
Ng和他的团队将分解废水，探索扩大光催化系统规模的方法
“太阳能水分解产生的氢气是一个绿色过程，没有任何碳排放，”博士说
尼日利亚
“氢气可以用于工业目的，也可以用于燃料电池发电
我们预计这项技术在未来会有更广泛的应用，因为从绿色资源中生产氢气的需求很高
"
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
