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新型二氧化钛表面室温下可光催化分解水制氢

文章来源:中国科学院    时间:2018-01-03


记者近日从合肥工业大学获悉,该校科研人员成功构建了一种新型的锐钛矿二氧化钛表面模型,可实现二氧化钛可见光吸收及催化活性大幅提升,可为清洁能源开发提供新的路径。相关成果日前发表在国际著名期刊《先进功能材料》上。

二氧化钛具有优异的光催化性能,在光解水制氢、二氧化碳还原制备燃料以及有机污染物光解等领域具有广泛的应用前景。研究表明,以上催化反应均发生在二氧化钛表面,由于常见二氧化钛主要表面的化学活性较低,且对可见光的吸收效率不高,因此如何提高二氧化钛的表面活性和可见光吸收效率成为二氧化钛光催化领域研究热点。

合肥工大材料科学与工程学院周如龙副教授课题组与美国内布拉斯加大学林肯分校曾晓成教授课题组合作,采用第一性原理计算理论构建了一种新型的锐钛矿二氧化钛表面。模拟计算结果表明,该表面具有合适的禁带宽度,可大幅提升可见光吸收效率,且化学反应活性极高。同时,该重构表面在富钛环境下能量更加稳定,可在低氧压和较高温度条件下制备。

分子动力学模拟表明,该表面模型可在室温下将吸附在表面上的水分子分解,表明该表面具有很好的光催化能力,可用于光催化制氢,从而获得清洁能源。

 
 

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