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上海自動(dòng)化儀表研究實(shí)現(xiàn)光催化助催化劑調(diào)控內(nèi)建電場(chǎng)成像近日,中科院大連化物所朱劍博士、范峰滔研究員和李燦院士等人利用自主研發(fā)的空間分辨表面光電壓譜和開(kāi)爾文探針成像系統(tǒng)研究助在太陽(yáng)能燃料轉(zhuǎn)化過(guò)程中的作用,發(fā)現(xiàn)納米尺度助催化劑可以有效調(diào)控光催化材料內(nèi)建電場(chǎng)的方向和大小,在界面處形成高達(dá)2.5kV/cm的內(nèi)建電場(chǎng),局部的光電壓值可達(dá)到80倍的增強(qiáng)。該研究揭示了助催化劑增強(qiáng)光催化甚至熱催化性能的新機(jī)制。文章發(fā)表在近期出版的《納米快報(bào)》上。 上海自動(dòng)化儀表廠合作伙伴: 上海自動(dòng)化儀表有限公司,上海自動(dòng)化儀表三廠www.shhzy3.cn www.shhdahua4.cn上海大華儀表廠 www.shybdj6.net上海上自儀轉(zhuǎn)速表儀表電機(jī)有限公司www.zghq5.com中國(guó)紅旗儀表有限公司 上海自動(dòng)化儀表六廠www.shyb6.com,www.shzy4.com上海自動(dòng)化儀表四廠,上海電器儀表三廠www.shyb8.net,www.shzy1.com上海三能儀表有限公司,上海自動(dòng)化儀表九廠www.shyb9.com 助催化劑是利用光催化和光電催化轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能到化學(xué)能過(guò)程中非常重要的組成部分。絕大多數(shù)的光催化體系都需要引入助催化劑(cocatalyst)來(lái)極大提升光催化的活性。人們一直以來(lái)對(duì)于助催化劑在上述轉(zhuǎn)化過(guò)程中所起到的真正作用并不清楚。其中一個(gè)重要的原因在于光催化過(guò)程中光生電荷做為一種重要的反應(yīng)中間物參與了絕大多數(shù)的催化反應(yīng)基元步驟,因此光催化性能的提升并不能簡(jiǎn)單歸屬于助催化所促進(jìn)的表面反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。研究團(tuán)隊(duì)利用自主研發(fā)的空間分辨表面光電壓譜和開(kāi)爾文探針成像系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)在以BiVO4為代表的模型體系上區(qū)域沉積助催化劑后,助催化劑和光催化材料界面的空穴轉(zhuǎn)移得到了極大的增強(qiáng)。令人驚奇的是使未擔(dān)載助催化劑的區(qū)域的內(nèi)建電場(chǎng)方向發(fā)生了反轉(zhuǎn),且強(qiáng)度提高。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬的結(jié)果進(jìn)一步表明助催化劑的引入有效的增加了空間電荷層的尺寸,使其由原來(lái)兩個(gè)獨(dú)立相反的內(nèi)建電場(chǎng)變?yōu)橄嗷ミB接且方向一致的內(nèi)建電場(chǎng),極大的增強(qiáng)了電荷分離的能力。 |