编辑:光催化和能量转换的电催化作用

介绍

光催化及电催化作用仍旧扮演了一个重要的角色在解决能源和环境问题。太阳能光催化可以存储到分子键或利用太阳能降解污染物通过领先的各种化学反应催化剂的帮助下,在电催化作用下可以实现并行或类似的功能和反应外部电压。最近,光催化的应用和electrocatalytic技术在能源和环境领域包括氢发电有限公司₂阿,减少₂减少和固氮作用已被广泛研究。但光催化和电催化作用的工业应用仍充满挑战,主要受限于当前的催化剂和electrocatalysts的成本和效率。因此,廉价、高效的催化剂的设计和electrocatalysts仍然非常紧迫。

理想的催化剂应具备载体寿命,聚光区,一个强大的驱动力进行氧化或还原反应,而所需的electrocatalysts应该利用电能来驱动很低氧化或还原反应。在这个研究课题”光催化和能量转换的电催化作用,“我们总共收集了10篇文章,代表两个实验和理论研究中的最新进展在催化、光催化、光电设备。下面,我们给出一个简短的总结和研究强调对这些有趣的作品。

试验研究催化及光催化

光催化技术可以将太阳能转化为化学能(或清洁可再生能源)和降解污染物,这是一个有效的方法来解决能源危机和环境污染。制氢的potocatlaytic活动大部分g c₃N₄主要是限制光诱导的载体复合速率快,可见光歉收的能力,和较低的比表面积。高et al。总结了pH值调制策略,形态、控制、金属或非金属掺杂物,金属沉积、异质结或同质结结构,dye-sensitization提高光催化性能的原始g c₃N₄。盛等。准备两个类似的共轭微孔聚合物(CMPs)包含CMP-1和CMP-2。CMP-1具有较低的光激的航母比CMP-2重组。因此,氢产量CMP-1(9698 .53点μmol g⁻¹h⁻¹)是两倍的CMP-2(4727。1μmol g⁻¹h⁻¹)。歌等。准备了一个高效Z-scheme g c₃N₄/ Ag / AgBr异质结光催化剂,对盐酸四环素退化表现出优异的光催化活性。使用磷酸organoamine作为结构导向剂,你们et al。合成一个ISAPO-34 / SAPO-18 intergrown沸石。铜基催化剂的活性温度窗口准备从SAPO-34 / SAPO-18转移到一个较低的温度随着铜含量的增加。此外,Brønsted酸网站明显下降,因为库珀离子交换沸石结构框架的破坏。

理论研究在催化及光催化

采用基于密度泛函理论(DFT)计算扮演越来越重要的角色在设计新型催化剂和催化剂。基于DFT理论,王等。预测,割₄单层和双层都是间接带隙半导体。此外,两个割₄单层和双层显示可见紫外吸收水分的能力,他们的乐队边缘对齐满足要求整体水分解。总的来说,割₄单层和双层潜在候选人裂解的催化剂。利用采用基于计算,Zhang et al。研究了应变对微粒的电子和光学性质的影响₂/分₂异质结构。的尘埃₂/分₂异质结构存在下的二型乐队对齐和隙减少外部压力。此外,压缩应变能调整带边沿微粒的位置₂/分₂异质结构,适用于整个光催化水分解在pH值7。此外,所有的尘埃₂/分₂异质结构显示良好的光收获能力和solar-to-hydrogen效率。通过计算和分析电子和吸收特性,乐队边缘对齐,吉布斯自由能变化进化氢气和氧气的反应,和载流子迁移率,刘等人。预测氧化锌/ C₂N异质结构是一个有前途的裂解的光催化剂。借助采用基于计算,Zhang et al。预测,CdO / HfS中₂异质结构是一个潜在的Z-scheme水分解photocatlayst,汉等。预测Fe@χ₃-borophene单原子CO氧化反应的催化剂是一种很有前途的低能量势垒。

新型光电子材料

元等。预测MoSSe / InS异质结构是一个间接禁带半导体二型乐队对齐。双轴菌株能有效地调整带隙,带边位置,和MoSSe / InS异质结构的光学性质。此外,可见紫外光线收获能力MoSSe / InS异质结构明显改善,因与MoSSe和InS单层。一般来说,MoSSe / InS异质结构具有潜在的应用在光电设备。

我们希望这一研究课题可以指导新想法的搜索和高效催化剂和催化剂的设计。最后,我们认为所有的作家,评论家,编辑了这个研究课题。

作者的贡献

GW、ZZ和Y-YZ准备初稿,而连续波和KQ修订后的手稿。

资金

这项工作得到了重庆市教委科学技术研究项目,中国批准号。KJQN202001402 KJQN202201405。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

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