von KeAi Communications Co., Ltd.
Eine Herausforderung bei der Förderung der industriellen Anwendung der Photokatalysetechnologie zur Umweltsanierung liegt in der Entwicklung leistungsstarker Photokatalysatoren. Diese Photokatalysatoren sollten mit einer effizienten Phototrägertrennung und intensiven Redoxpotentialen ausgestattet sein, um die photokatalytische Schadstoffentfernung zu fördern.
In einer Studie veröffentlicht In Fortschrittliche Pulvermaterialien, enthüllte eine Gruppe von Forschern der Zhejiang Ocean University und der University of Missouri die Modulation der chemischen Grenzflächenbindung von Mn0,5Cd0,5S/BiOBr, unterstützt durch reiche Sauerstoffleerstellen. Dies wiederum klärte den zugrunde liegenden Mechanismus für die gesteigerte photokatalytische Leistung auf.
„BiOBr ist ein im sichtbaren Licht aktiver Photokatalysator mit mehreren Vorteilen, darunter eine günstige Bandkonfiguration, eine außergewöhnliche Photooxidationskapazität, eine ausgeprägte 2D-Architektur, ökologische Verträglichkeit, reichlich vorhandene Ressourcen und robuste Haltbarkeit“, erklärte Shijie Li, Co-Hauptautor der Studie . „Allerdings behindern die eingeschränkte Absorption von sichtbarem Licht und die langsame Diffusion und Segregation der Fototräger die praktische Anwendung.“
Das Team entwickelte ein S-Schema-Photosystem aus Mn0,5Cd0,5S/BiOBr mit Grenzflächenbindung und Sauerstoffdefekten, das durch Fixieren von Mn0,5Cd0,5S-Nanopartikeln auf BOB-Mikroblumen aufgebaut wurde. Dies wurde für eine wirksame Dekontamination von Antibiotika und Cr(VI) entwickelt.
„Physikalischer Kontakt ohne chemisch bindende Heteroschnittstelle zwischen den beiden Komponenten, die nicht ausreichend interaktiv ist, führt im Allgemeinen zu einem unbefriedigenden Ladungsmigrationsdurchgang“, fügte Bin Zhang, Co-Leiter und Co-Korrespondentautor, hinzu.
„Darüber hinaus ist Defekt-Engineering eine weitere wirksame Strategie zur Verbesserung der katalytischen Eigenschaften. Daher ist der präzise Aufbau chemisch gebundener S-Schema-Heteroverbindungen mit strukturellen Defekten für eine effiziente photokatalytische Wasserreinigung unerlässlich, wird jedoch in photokatalytischen Anwendungen selten genutzt.“
Die Ergebnisse des Teams bieten einen praktikablen Ansatz zur Entwicklung herausragender Katalysatoren für den Umweltschutz durch die Kombination chemischer Grenzflächenbindungen und defektmodulierter S-Schema-Verbindungen.
Mehr Informationen:
Shijie Li et al., Chemisch gebundener Mn0,5Cd0,5S/BiOBr S-Schema-Photokatalysator mit reichen Sauerstoffleerstellen für eine verbesserte photokatalytische Dekontaminationsleistung, Fortschrittliche Pulvermaterialien (2024). DOI: 10.1016/j.apmate.2024.100183
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