6月3日,記者從海南大學(xué)獲悉,該?;瘜W(xué)化工學(xué)院宋玉潔副教授團(tuán)隊(duì),在能源與環(huán)境可見光催化應(yīng)用方面研究取得新進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)通過晶格取代,將稀土金屬Ce摻雜進(jìn)鉬酸鉍的次外層晶格,并揭示了其在光催化中的獨(dú)特作用,為設(shè)計(jì)合適的次外層摻雜劑及分子層次催化機(jī)制的研究提供了理論支撐。相關(guān)成果近日發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)工程師學(xué)會(huì)雜志》上。
摻雜一直是提高光催化性能的普遍策略之一,由于摻雜的不可控性,大多數(shù)摻雜劑不能摻雜在催化劑表面。然而,不在表面的摻雜劑(尤其是在次外層)通常在光催化過程中也具有獨(dú)特的作用。設(shè)計(jì)合適的摻雜劑來探索次外層摻雜劑對(duì)光催化性能的影響仍是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。
為填補(bǔ)該方面研究的空缺,宋玉潔團(tuán)隊(duì)通過原位水熱法將稀土金屬Ce摻雜在單層Bi2MoO6納米片的次外層,從而調(diào)節(jié)催化劑的表面微觀結(jié)構(gòu),形成氧空位和受阻路易斯酸堿對(duì)。團(tuán)隊(duì)通過系列控制實(shí)驗(yàn)結(jié)合理論計(jì)算發(fā)現(xiàn),這種次外層摻雜劑誘導(dǎo)的獨(dú)特結(jié)構(gòu)利于催化過程中反應(yīng)物吸附和載流子遷移的協(xié)同調(diào)控,因此,制備的催化劑展現(xiàn)出高達(dá)94%的硝基苯轉(zhuǎn)化率,產(chǎn)物亞胺選擇性接近100%。
研究結(jié)果表明,次外層稀土金屬Ce摻雜在光催化中表現(xiàn)出獨(dú)特的促進(jìn)作用,顯示出稀土金屬在催化領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。
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