吉大AM:螯合离子交换策略立大功!促进介孔单晶BiOCl光催化选择性芳醇氧化 2023年10月10日 上午12:19 • 头条, 百家, 顶刊 • 阅读 5 光催化作为一种绿色、可持续的技术,能够有效缓解能源危机和环境污染问题。然而,目前大多数光催化剂都面临着光生电子-空穴对的快速复合、有限的半导体光响应和较低的光催化效率等难题,这严重阻碍了光催化技术的进一步发展。构建纳米级光催化剂被认为是一种有效的策略,即减小颗粒尺寸以促进光生载流子分离。 此外,由纳米晶体堆积的多孔结构具有较大的比表面积,有利于反应物的吸附、反应物和产物的扩散以及缺陷的产生。而纳米晶体的无序积累不可避免地导致晶界的产生,以及光生载流子的重组和对电荷迁移率的高阻力。因此,设计和制备具有高结晶度、连续晶格、无晶界、表面积大的多孔单晶(PSC)光催化剂具有重要意义。 近日,吉林大学乔振安课题组提出了一种螯合离子交换策略,成功合成具有超薄结构的BiOCl介孔单晶纳米片(BiOCl MSCN)光催化剂。 具体而言,BiOCl是在水热过程中通过水解反应合成的,其中醋酸(HOAc)通过电离产生醋酸根离子与Bi3+离子螯合,改变Bi3+离子的水解动力学。氨溶液(NH3·H2O)作为一种电离促进剂极大地促进了HOAc的电离,产生大量的醋酸根离子来控制成核和生长速率,并作为盖层剂来改变生长趋向性,导致催化剂具有超薄结构。 此外,在水热过程中,醋酸根离子与Bi3+离子之间的强螯合导致沉淀产物中引入了大量的醋酸根离子,并与氯离子进行了充分的离子交换,其引起的大晶格失配导致应变释放和快速动力学,从而产生类孔的介孔。因此,由于进一步的连续离子交换和应变驱动,孔径连续膨胀,最终合成了BiOCl MSCN。 制备的BiOCl MSCN作为光催化剂,具有优异的催化性能,能够有效将苯甲醇(BA)选择性氧化成苯甲醛(BAD)(BA的转化率为99%和BAD的选择性达98%),并且该催化剂对各种芳香醇光催化氧化具有较强的通用适应性。 结合密度泛函理论(DFT)计算和实验结果表明,BiOCl MSCN光催化剂丰富的氧空位和介孔结构可以促进BA的吸附和激活,降低反应能垒,而无晶界的快速连续电荷转移路径加速了光生电子-空穴对的分离。总的来说,该项工作提出的简便和新颖的策略将为合理设计和精确合成PSC材料以用于光催化提供了指导。 Chelated Ion-exchange Strategy towards BiOCl Mesoporous Single-crystalline Nanosheets for Boosting Photocatalytic Selective Aromatic Alcohols Oxidation. Advanced Materials, 2023. DOI: 10.1002/adma.202300396 原创文章,作者:Gloria,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/10/5a831e625d/ 催化 赞 (0) 0 0 生成海报 相关推荐 45岁当选中科院院士! 颜宁: 哪有什么天才,只有无比坚韧的奋斗 2023年11月24日 成会明/周光敏/梁正,最新JACS! 2023年10月8日 Nano Letters:BiVO4粒子光催化剂中助催化剂/半导体界面电荷转移的纳米级测量 2022年12月7日 理化所张铁锐AFM: 铜纳米粒子起大作用,实现高效光催化MSR制氢 2023年10月15日 他,今年第10篇子刊! 2023年10月7日 郭再萍等AFM:调整电解液溶剂化结构实现高性能锌离子电池 2023年11月3日 发表回复 请登录后评论...登录后才能评论 提交