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2013最新Advanced Energy Materials-阐述纳米TiO2结构对光电化学和光催化产氢的影响
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Understanding the Role of Nanostructures for Efficient Hydrogen Generation on Immobilized Photocatalysts 文章链接：http://onlinelibrary.wiley.com/d ... .201300380/abstract 太阳光光催化产氢（利用半导体转化光能为化学能来产生氢气）在新能源领域方面有很好的应用前景。目前，光催化产氢主要有两种方法：1）光电化学方法（Photoelectrochemical Cell， PEC），需要外加一定的偏压；2）直接光催化分解水（photocatalytic water splitting or Direct Heterogeneous Reaction，DHR），即半导体颗粒直接分解水分子。 目前，TiO2是这光催化产氢领域最具有代表性的活性半导体材料。为了更好的了解材料的形貌及性质对光催化产氢性能的影响，新加坡南洋理工大学的陈忠课题组比较制备了TiO2的三种独特微观结构的薄膜，并发现不同的结构对其两种光催化产氢气的方法有重要的影响，即PEC性能最好的样品在DHR反应中并不是最佳。经过一系列的表征、阻抗谱测量与理论计算，该研究展示了TiO2材料的内在电子性质与他们的外在形貌的关联，并讨论了在不同的应用模式下，不同电子传输性质在不同结构的优劣势。该研究工作最近发表在Advanced Energy Materials上。其主要结论有： a) 原位转化制备出的材料有更紧密的晶体相连而利于电子传导，若其额外具有一维的纳米结构，则导电粒子可更容易被电极收集，从而使其特别适用于光化学电极模式。 b）拥有高能晶面的材料特别适用于直接光催化分解水。在光的激活下，高能晶面更利于导电粒子从半导体到电解液的传导，且不同的暴露晶面组合利于电子与空穴的分离。 这项工作从内在原理解释了材料电子性质，材料微结构，与不同应用模式产氢性能三者间的联系。对光催化产氢材料的设计具有指导性作用。  TOC.jpg  Figure 3.jpg  Figure 4.jpg  Figure 9.jpg  Figure 11.jpg [ Last edited by keke009 on 2013-6-17 at 21:57 ] |
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