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复旦大学/内蒙古大学赵东元院士和内蒙古大学兰坤JACS:介孔TiO2单晶颗粒高效光催化
发布时间:2024-01-01

  近日复旦大学/内蒙古大学赵东元院士和内蒙古大学兰坤展示了一种易于控制的结晶驱动单胶束组装的方法,以此构建了一种具有均匀介孔的单晶TiO2,并且通过简单地调节蒸发速率可以控制介孔单晶TiO2的粒径和介孔大小。有序介孔性和晶体取向提供了有效的质量和电荷传输,使其具有优异的光催化性能。综上所述,在室温下,通过受控结晶驱动的单胶束组装,合成了一种均匀的介孔TiO2单晶颗粒。这种均匀的介孔TiO2晶粒具有单晶性质,呈棱角状,粒径约为~ 90 nm,比表面积高达112 m2 g-1,平均孔径约为~ 8.3 nm。这种简单的溶液处理策略还可以在不破坏高取向晶体的情况下调节晶体尺寸和介孔尺寸。通过系统地研究蒸发速率、HCl添加剂和水热过程对结晶过程的影响,我们进一步全面地研究了如何良好的平衡结晶过程和胶束组装。由于介孔单晶在质量和电荷转移方面的扩散都得到了很大的改善,因此在全波长太阳能水分解过程中,光催化制氢速率可提高到12.5 mmol g-1 h-1。这项研究强调了对复杂的组装和结晶化学的更好理解,以实现先进的能源应用。

  文章链接:10.1021/jacs.3c12727