Una sfida nel promuovere l’applicazione industriale della tecnologia della fotocatalisi per il risanamento ambientale risiede nella progettazione di fotocatalizzatori ad alte prestazioni. Questi fotocatalizzatori dovrebbero essere dotati di un'efficiente separazione dei fotoportatori e di intensi potenziali redox per aumentare la rimozione degli inquinanti fotocatalitici.
In uno studio pubblicato su Advanced Powder Materials , un gruppo di ricercatori della Zhejiang Ocean University e dell'Università del Missouri ha rivelato la modulazione del legame chimico interfacciale di Mn0,5 Cd0,5 S/BiOBr assistito da ricchi posti vacanti di ossigeno. Ciò, a sua volta, ha chiarito il meccanismo sottostante per l'aumento delle prestazioni fotocatalitiche.
"BiOBr è un fotocatalizzatore attivo nella luce visibile con numerosi vantaggi, tra cui una configurazione di banda favorevole, un'eccezionale capacità foto-ossidativa, un'architettura 2D distintiva, compatibilità ecologica, risorse abbondanti e una robusta durabilità", ha spiegato Shijie Li, co-autore principale dello studio. . "Tuttavia, l'assorbimento limitato della luce visibile e la lenta diffusione e segregazione dei portatori di foto ne ostacolano l'applicazione pratica."
Il team ha sviluppato un fotosistema in schema S di Mn0,5 Cd0,5 S/BiOBr con legame interfacciale e difetti di ossigeno, costruito fissando Mn0,5 Cd0,5 Nanoparticelle S su microfiori BOB. Questo è stato ideato per una decontaminazione efficace degli antibiotici e del Cr(VI).
"Il contatto fisico senza un legame chimico dell'etero-interfaccia tra i due componenti, che non è sufficientemente interattivo, generalmente si traduce in un passaggio di migrazione della carica insoddisfacente", ha aggiunto Bin Zhang, co-responsabile e co-autore corrispondente.
"Inoltre, l'ingegneria dei difetti è un'altra strategia efficace per migliorare la proprietà catalitica. Pertanto, la costruzione precisa di un'eterogiunzione con schema S chimicamente legata con difetti strutturali è essenziale per un'efficiente purificazione dell'acqua fotocatalitica, ma è raramente sfruttata nelle applicazioni fotocatalitiche."
Le scoperte del team forniscono un approccio fattibile per lo sviluppo di eccezionali catalizzatori per la protezione ambientale combinando legami chimici interfacciali e giunzioni con schema S modulate dai difetti.
Ulteriori informazioni: Shijie Li et al, Fotocatalizzatore con schema S Mn0.5Cd0.5S/BiOBr legato chimicamente con ricchi posti vacanti di ossigeno per migliori prestazioni di decontaminazione fotocatalitica, Materiali in polvere avanzati (2024). DOI:10.1016/j.apmate.2024.100183
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