Essendo un'importante materia prima chimica, il perossido di idrogeno (H2 O2 ) è ampiamente applicato in vari aspetti dell'industria e della vita. Il metodo industriale con antrachinone per H2 O2 la produzione presenta gravi difetti, come l’elevato inquinamento e il consumo di energia. Utilizzando l'onnipresente energia meccanica, piezocatalitica H2 O2 l'evoluzione si è rivelata una strategia promettente, ma il suo progresso è ostacolato da un'efficienza di conversione energetica insoddisfacente.
Bi4 O5 Fratello2 è considerato un materiale fotocatalitico altamente attraente grazie alla sua struttura a sandwich unica, all'eccellente stabilità chimica, alla buona capacità di catturare la luce visibile e all'adeguata struttura a bande. Ispirato dalla sua struttura cristallina non centrosimmetrica, le prestazioni piezoelettriche hanno iniziato recentemente a entrare nella visione dei ricercatori.
Tuttavia, il suo potenziale come efficiente piezocatalizzatore è lungi dall'essere sfruttato, in particolare l'impatto dei difetti sulla piezocatalisi e sull'H2 piezocatalitico. O2 produzione su Bi4 O5 Fratello2 rimane scarso. Pertanto, la piezocatalisi meccanica basata sull'energia fornisce un metodo promettente per H2 O2 sintesi da acqua pura con grande attrazione.
Recentemente, un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Hongwei Huang della China University of Geosciences ha segnalato un eccezionale H2 piezocatalitico O2 prestazioni di evoluzione ottenute rispetto al Bi4 ultrasottile O5 Fratello2 nanofogli con posti vacanti di ossigeno appropriati e ha rivelato il meccanismo secondo cui la struttura sottile e i posti vacanti di ossigeno migliorano collettivamente l'attività piezocatalitica.
I risultati sono stati pubblicati sul Chinese Journal of Catalysis .
Bi4 ultrasottile O5 Fratello2 i nanofogli con concentrazioni di posti vacanti di ossigeno controllabili vengono sintetizzati mediante un metodo solvotermico in un'unica fase regolando il rapporto tra acqua e glicole etilenico. Esperimenti e calcoli teorici hanno dimostrato che Bi4 O5 Fratello2 con posti vacanti di ossigeno appropriati mostra prestazioni eccezionali per l'H2 piezocatalitico O2 produzione.
Da un lato, i posti vacanti di ossigeno e la struttura sottile aumentano notevolmente le proprietà piezoelettriche e il potenziale piezoelettrico del Bi4 O5 Fratello2 , che migliorano la separazione e il trasferimento delle cariche piezoindotte. D'altra parte, i posti vacanti di ossigeno promuovono l'adsorbimento e l'attivazione dell'ossigeno sulla superficie di Bi4 O5 Fratello2 , e portano ad una costante diminuzione dell'energia libera di Gibbs del percorso di reazione.
Pertanto il piezocatalitico H2 O2 performance produttiva di Bi4 O5 Fratello2 con posti vacanti di ossigeno adeguati è superiore a quello di altri piezocatalizzatori comunemente usati.
Ulteriori informazioni: Hao Cai et al, Oxygen vacations mediated ultrathin Bi4O5Br2 nanosheets for efficiente generazione di perossido piezocatalitico di idrogeno in acqua pura, Chinese Journal of Catalysis (2024). DOI:10.1016/S1872-2067(23)64591-7
Fornito dall'Accademia cinese delle scienze
