Bi4O5br2 jest bardzo atrakcyjny jako wydajny piezokatalizator wykorzystujący wszechobecną energię mechaniczną dla H2O2 synteza. Wakaty tlenowe pośredniczą w ultracienkim Bi4O5br2 nanoarkusze wykazują lepszą reakcję piezoelektryczną oraz silniejszą zdolność adsorpcji i aktywacji tlenu, co prowadzi do wyjątkowego piezokatalitycznego H2O2 wydajność syntezy bez żadnych środków protektorowych i kokatalizatorów w czystej wodzie. Źródło: Chiński dziennik katalizy
Niedawne badania wykazały skuteczność ultracienkich nanocząstek Bi4O5Br2 z kontrolowanymi wakatami tlenu we wzmacnianiu piezokatalitycznej produkcji nadtlenku wodoru (H2O2), co stanowi realną, przyjazną dla środowiska alternatywę dla tradycyjnych metod.
Nadtlenek wodoru (H2O2) służy jako kluczowy surowiec chemiczny o szerokim zastosowaniu w wielu kontekstach przemysłowych i codziennych. Jednakże przemysłowa metoda produkcji antrachinonu H2O2 jest obarczona znaczącymi wadami, w tym wysokim poziomem zanieczyszczeń i zużycia energii. Alternatywne podejście polega na wykorzystaniu wszechobecnej energii mechanicznej do piezokatalitycznego H2O2 ewolucji, która oferuje obiecującą strategię. Pomimo swojego potencjału, metoda ta napotyka wyzwania ze względu na niezadowalającą efektywność konwersji energii.
Bi4O5br2 jest uważany za bardzo atrakcyjny materiał fotokatalityczny ze względu na unikalną strukturę warstwową, doskonałą stabilność chemiczną, dobrą zdolność wychwytywania światła widzialnego i odpowiednią strukturę pasma. Zainspirowane niecentrosymetryczną strukturą kryształu, wydajność piezoelektryczna zaczęła ostatnio pojawiać się w wizji badaczy. Jednak jego potencjał jako wydajnego piezokatalizatora jest daleki od wykorzystania, zwłaszcza że wpływ defektów na piezokatalizę i piezokatalityczny H2O2 produkcja nad Bi4O5br2 pozostaje skąpe. Zatem piezokataliza napędzana energią mechaniczną stanowi obiecującą metodę dla H2O2 synteza z czystej wody z dużą atrakcyjnością.
Przełom w piezokatalizie
Niedawno grupa badawcza kierowana przez prof. Hongwei Huanga z China University of Geosciences zgłosiła wyjątkowe piezokatalityczne H2O2 wydajność ewolucji, którą osiągnięto w porównaniu z ultracienkim Bi4O5br2 nanoarkusze z odpowiednimi wakacjami tlenowymi i ujawnili mechanizm, zgodnie z którym cienka struktura i wakaty tlenowe wspólnie zwiększają aktywność piezokatalityczną. Wyniki opublikowano w czasopiśmie Chiński dziennik katalizy.
Ultracienki Bi4O5br2 nanoarkusze o kontrolowanym stężeniu wolnych miejsc tlenu syntetyzuje się jednoetapową metodą solwotermiczną poprzez dostrojenie stosunku wody do glikolu etylenowego. Doświadczenia i obliczenia teoretyczne wykazały, że Bi4O5br2 z odpowiednimi wakacjami tlenu wykazuje dramatyczną wydajność dla piezokatalitycznego H2O2 produkcja. Z jednej strony wolne miejsca w tlenie i cienka struktura w znacznym stopniu zwiększają właściwości piezoelektryczne i potencjał piezoelektryczny Bi4O5br2, które poprawiają separację i przenoszenie ładunków piezoindukowanych. Z drugiej strony wakaty tlenowe sprzyjają adsorpcji i aktywacji tlenu na powierzchni Bi4O5br2i prowadzą do stale zmniejszającej się energii swobodnej Gibbsa ścieżki reakcji. Dlatego piezokatalityczny H2O2 wydajność produkcyjna Bi4O5br2 przy odpowiednich wakacjach tlenu jest wyższa niż w przypadku innych powszechnie stosowanych piezokatalizatorów.
Odniesienie: „Ultracienkie nanoarkusze Bi4O5Br2 za pośrednictwem wakatów tlenowych do wydajnego wytwarzania piezokatalitycznego nadtlenku wodoru w czystej wodzie”, autorzy: Hao Cai, Fang Chen, Cheng Hu, Weiyi Ge, Tong Li, Xiaolei Zhang i Hongwei Huang, 12 lutego 2024 r., Chiński dziennik katalizy.
DOI: 10.1016/S1872-2067(23)64591-7
Praca ta była wspólnie wspierana przez Chińską Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych (nr 52272244 i 51972288), Fundusz Badań Podstawowych dla Uniwersytetów Centralnych (2652022202).
