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Nat. Mater.:解开光催化的奥秘——第一性原理激发态动力学揭示TiO2 界面上原子尺度的水分解

X-MOL资讯  · 公众号  ·  · 2024-05-31 08:09
    

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50年前,科学家发现二氧化钛(Ti O 2 )具有光电化学分解水的能力,这是科学研究的一个突破性程碑。Ti O 2 具有在紫外光下催化水分解为氢(H 2 )和氧( O 2 )的独特性质,再加上掺杂策略将其光活性扩展到可见光范围,使其成为通过光电化学电池追求太阳能转换的关键材料。 理解光生载流子的复杂行为和Ti O 2 /水界面上的电荷转移机制,是提高Ti O 2 在能源和环境应用中的性能的关键,也是光解水领域类似“圣杯”一样的研究内容。最典型的金红石Ti O 2 (110) 表面水分解一直是许多水界面研究的焦点。扫描隧道显微镜(STM)可以揭示在Ti O 2 (110) 表面涉及一个或几个水分子的缺陷处水分解的原子级过程。Nakamura等人用傅里叶变换红外光谱实验探测了Ti O 2 /水界面上光氧化中间体的拉伸频率。然而,实验研究只能提供光催化过程的部分图像,对于物理 ………………………………

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