Cientistas exploram as estratégias de defeitos e fabricação de nanoestruturas para promover a atividade piezocatalítica
Bi4 O5 Br2 é altamente atraente como um piezocatalisador eficiente que utiliza a energia mecânica onipresente para H2 O2 síntese. Vacâncias de oxigênio mediadas por Bi ultrafino4 O5 Br2 nanofolhas exibem uma melhor resposta piezoelétrica e maior capacidade de adsorção e ativação de oxigênio, levando a um excelente H2 piezocatalítico O2 desempenho de síntese sem quaisquer agentes sacrificiais e co-catalisadores em água pura. Crédito:Jornal Chinês de Catálise Como importante matéria-prima química, o peróxido de hidrogênio (H
2 O
2 ) é amplamente aplicado em vários aspectos da indústria e da vida. O método industrial da antraquinona para H
2 O
2 a produção apresenta falhas graves, como alta poluição e consumo de energia. Ao usar energia mecânica onipresente, H
2 piezocatalítico O
2 a evolução tem sido comprovada como uma estratégia promissora, mas o seu progresso é dificultado pela eficiência de conversão de energia insatisfeita.
Bi4 O5 Br2 é considerado um material fotocatalítico altamente atraente devido à sua estrutura sanduíche única, excelente estabilidade química, boa capacidade de captura de luz visível e estrutura de banda adequada. Aspirado por sua estrutura cristalina não centrossimétrica, o desempenho piezoelétrico começou a entrar na visão dos pesquisadores recentemente.
No entanto, seu potencial como piezocatalisador eficiente está longe de ser explorado, especialmente os impactos de defeitos na piezocatálise e no H2 piezocatalítico. O2 produção acima de Bi4 O5 Br2 continua escasso. Assim, a piezocatálise acionada por energia mecânica fornece um método promissor para H2 O2 síntese de água pura com grande atração.
Recentemente, um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Hongwei Huang, da Universidade de Geociências da China, relatou excelente H2 piezocatalítico. O2 desempenho de evolução alcançado em Bi4 ultrafino O5 Br2 nanofolhas com vagas de oxigênio apropriadas e divulgaram o mecanismo pelo qual a estrutura fina e as vagas de oxigênio melhoram coletivamente a atividade piezocatalítica.
Os resultados foram publicados no Chinese Journal of Catalysis .
Bi ultrafino4 O5 Br2 nanofolhas com concentrações controláveis de vacância de oxigênio são sintetizadas por um método solvotérmico de uma etapa, ajustando a proporção de água para etilenoglicol. Experimentos e cálculos teóricos mostraram que Bi4 O5 Br2 com vagas de oxigênio apropriadas exibe desempenho dramático para H2 piezocatalítico O2 Produção.
Por um lado, as vacâncias de oxigênio e a estrutura fina aumentam amplamente as propriedades piezoelétricas e o potencial piezoelétrico do Bi4 O5 Br2 , que melhoram a separação e transferência de cargas piezoinduzidas. Por outro lado, as vacâncias de oxigênio promovem a adsorção e ativação de oxigênio na superfície do Bi4 O5 Br2 , e leva à diminuição constante da energia livre de Gibbs da via de reação.
Portanto, o H2 piezocatalítico O2 desempenho de produção de Bi4 O5 Br2 com vagas de oxigênio apropriadas é maior do que a de outros piezocatalisadores comumente usados.
