推動(dòng)光催化技術(shù)在環(huán)境修復(fù)中的工業(yè)化應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)在于高性能光催化劑的設(shè)計(jì)。這些光催化劑應(yīng)具有有效的光載流子分離和強(qiáng)烈的氧化還原電位，以促進(jìn)光催化污染物去除。
在《Advanced Powder Materials》雜志上發(fā)表的一項(xiàng)研究中，浙江海洋大學(xué)和密蘇里大學(xué)的研究人員揭示了富氧空位輔助下Mn0.5Cd0.5S/BiOBr界面化學(xué)鍵的調(diào)節(jié)。這反過(guò)來(lái)又闡明了提高光催化性能的潛在機(jī)制。
“BiOBr是一種可見(jiàn)光活性光催化劑，具有多種優(yōu)點(diǎn)，包括良好的能帶結(jié)構(gòu)、卓越的光氧化能力、獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)、生態(tài)兼容性、豐富的資源和強(qiáng)大的耐用性，”該研究的共同主要作者李士杰解釋道。 “然而，可見(jiàn)光的吸收受限以及光載流子擴(kuò)散和分離緩慢阻礙了其實(shí)際應(yīng)用。”
該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種具有界面鍵和氧缺陷的Mn0.5Cd0.5S/BiOBr S型光系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)將Mn0.5Cd0.5S納米粒子固定在BOB微花上而構(gòu)建。這是為了有效凈化抗生素和 Cr(VI) 而設(shè)計(jì)的。
“兩個(gè)組件之間沒(méi)有化學(xué)鍵合異質(zhì)界面的物理接觸，相互作用不充分，通常會(huì)導(dǎo)致電荷遷移通道不令人滿(mǎn)意，”共同領(lǐng)導(dǎo)者和共同通訊作者張斌補(bǔ)充道。
“此外，缺陷工程是提升催化性能的另一種有效策略。因此，精確構(gòu)建具有結(jié)構(gòu)缺陷的化學(xué)鍵合S型異質(zhì)結(jié)對(duì)于高效光催化水凈化至關(guān)重要，但在光催化應(yīng)用中很少得到利用。”
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