各向异性板钛矿的缺陷工程实现基底特异性醇类光氧化
材料科学
2023-01-12 v1 化学物理
摘要
普遍采用的增强光催化活性的设计策略旨在调控诸如可见光响应、暴露晶面及纳米晶形状等性质。此处，我们提出一种不同的方法，通过缺陷工程设计显示出基底特异性反应性的高效光催化剂。经Pt纳米晶功能化的缺陷各向异性板钛矿TiO2光催化剂被用于醇光重整测试，与未还原样品相比，甲醇氧化速率提升高达11倍，而乙醇或异丙醇的特异性氧化速率则低得多。我们证明醇氧化与析氢反应紧密关联，且当基底特异性醇氧化能力增强时，析氢显著促进。还原态各向异性板钛矿相较于各向同性纳米晶的锐钛矿与板钛矿，显示出高达26倍的特异性光活性，反映出依赖于TiO2多晶型及其晶体形状所形成的缺陷催化位点类型之差异。先进的原位表征与理论研究表明，对氧空位和晶格应变的可控工程产生了承载醇光氧化基底特异性活性位点的大极化子。
引用
@article{arxiv.2301.04375,
title = {Defect engineering over anisotropic brookite towards substrate-specific photo-oxidation of alcohols},
author = {S. M. Hossein Hejazi and Mahdi Shahrezaei and Piotr Błoński and Mattia Allieta and Polina M. Sheverdyaeva and Paolo Moras and Zdeněk Baďura and Sergii Kalytchuk and Elmira Mohammadi and Radek Zbořil and Štěpán Kment and Michal Otyepka and Alberto Naldoni and Paolo Fornasiero},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.04375},
year = {2023}
}