化工仪器网手机版
移动端访问更便捷
金属研究所在光解水制氢研究方面取得进展
2023年12月12日 16:15:23
来源：化工仪器网 作者：杨 点击量：9671
中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心刘岗团队与合作者近期提出了利用梯度W掺杂在Bi3TiNbO9片状颗粒的c轴方向引入额外的内建电场助力光催化全分解水。
【化工仪器网 项目成果】氢能是二次能源，具有清洁、高效、安全、可贮存、可运输等诸多优点。近年来，随着对环境问题的重视程度加深，寻找新能源的研究越来越受到人们的关注，氢能也受到了高度重视。光解水制氢技术始自1972年，由日本东京大学Fujishima A和Honda K两位教授首次报告发现TiO2单晶电极光催化分解水从而产生氢气这一现象，从而揭示了利用太阳能直接分解水制氢的可能性，开辟了利用太阳能光解水制氢的研究道路。
太阳能光催化分解水制氢是获取绿氢极具潜力的技术，其走向应用的关键是发展高效稳定的半导体光催化材料。铁电光催化材料(例如PbTiO3、BiFeO3、Na0.5Bi0.5TiO3和Bi3TiNbO9)由于具有能够促进光生载流子分离的内建电场而广受关注。其中，Bi3TiNbO9是一种奥里维里斯(Aurivillius)型层状铁电光催化材料，具有沿a轴方向的退极化场，该内建电场源自(Bi2O2)2+层中的铋原子和(BiTiNbO7)2-中的氧原子发生偶极相互作用而产生晶格畸变。在退极化场驱动和层间扩散约束下，电子倾向于富集在{001}面，而空穴富集在{110}面，从而实现了光生电荷和反应位点的空间分离。然而，Bi3TiNbO9中产生的光生电子沿层间(c轴)传输的能垒较大，光生电荷分离不足，限制了该材料的光催化全分解水活性。
中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心刘岗团队前期围绕PbTiO3铁电材料研究了铁电特性在光催化分解水中的作用，同时对层状铁电材料展开了深入探究，发现将Bi3TiNbO9片状颗粒的表面终端层从(Bi2O2)2+层调变为(BiTiNbO7)2-层能够实现稳定地光催化全分解水。在此基础上，该团队与合作者近期提出了利用梯度W掺杂在Bi3TiNbO9片状颗粒的c轴方向引入额外的内建电场助力光催化全分解水。
该研究在Bi3TiNbO9片状颗粒中进行梯度的W掺杂，引入额外的内建电场，用于克服光生电子在(Bi2O2)2+层和(BiTiNbO7)2-层之间的势垒，将光生电子激发到基面{001}晶面，从而打破层状Bi3TiNbO9光催化材料全分解水的瓶颈。
相关研究成果以Gradient tungsten-doped Bi3TiNbO9 ferroelectric photocatalysts with additional built-in electric field for efficient overall water splitting为题发表于《自然-通讯》(Nature Communications)。
来源： 金属研究所
相关阅读 Related Reading
查看更多+-
项目名称：中石油（上海）新材料研究院 精研一体机和高真空镀膜仪（包1）,项目编号：0720-2540zbzx0077/01,招标范...2025-07-28 16:04:07
-
IG China 2025杭州启幕 助力全球工业气体产业高质量发展
国际工业气体盛会“IG China 2025”今日于杭州大会展中心盛大开幕。展会规模达30000平米，汇聚全球气体全产业链尖端装备...2025-06-18 16:58:54 -
中国国际气体技术、设备与应用展览会（IG China 2025） 将于明日（6月18日）在杭州大会展中心开幕。本届展会规模与活动全...2025-06-17 17:01:58
-
我国科研人员利用稀土元素钪对光催化分解水的催化材料进行改造，成功制备出新型光解水催化材料——金红石相二氧化钛。利用该催化材料，产氢...2025-04-09 13:06:12
-
普敦科技的新工厂在上海松江区正式投产，通过规?；徊轿突峁└咝А⒏煽康纳璞附饩龇桨?，助力客户无忧体验，为行业发展贡献...2025-04-02 11:17:11
-
普敦科技积极响应国家关于推动产业本土化、提升产业链供应链稳定性的政策号召，迈出了具有深远意义的一步——在中国珠海成立生产工厂，旨在...2025-03-25 16:00:42
版权与免责声明
- ①凡本网注明“来源：化工仪器网”的所有作品，均为浙江兴旺宝明通网络有限公司-化工仪器网合法拥有版权或有权使用的作品，未经本网授权不得转载、摘编或利用其他方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的，应在授权范围内使用，并注明“来源：化工仪器网”。违反上述声明者，本网将追究其相关法律责任。
- ②本网转载并注明自其他来源（非化工仪器网）的作品，目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责，不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时，必须保留本网注明的作品第一来源，并自负版权等法律责任。
- ③如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起一周内与本网联系，否则视为放弃相关权利。
