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中科院畢迎普Appl. Catal. B.: 超薄BiOCl表面原子和電子結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化促進(jìn)光催化CO2還原

超薄層狀半導(dǎo)體常被應(yīng)用于各種光催化反應(yīng)，而它們在反應(yīng)過程中的表面結(jié)構(gòu)變化卻很少被關(guān)注。

中國科學(xué)院畢迎普團(tuán)隊(duì)首次探索了超薄BiOCl表面原子和電子結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化，這為從根本上理解與相比于CO₂還原的顯著活性增強(qiáng)提供了新的見解。

作者結(jié)合SI-XPS和SI-XRD技術(shù)，在光激發(fā)下對超薄BiOCl納米片的表面原子和電子結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行檢測。

結(jié)果表明BiOCl納米片暴露的{001}面端接Cl原子，而不是O原子。由于超薄結(jié)構(gòu)和弱結(jié)合力，表面Cl原子向外遷移導(dǎo)致形成多價(jià)態(tài)的Bi、Cl和O原子，并在晶格層中形成相關(guān)的Cl-O和Bi-O鍵收縮。

在光激發(fā)下，表面Cl原子的回落導(dǎo)致晶格相中Bi-Cl和Bi-O鍵的伸長，并伴隨著多價(jià)Bi、Cl 和O原子的消失，以及激發(fā)態(tài)下超薄BiOCl納米片的晶體膨脹。

受益于上述結(jié)構(gòu)變化，在沒有犧牲試劑和助催化劑的情況下,超薄BiOCl 納米片表現(xiàn)出優(yōu)異的光催化活性(~21.36 μmol g^-1 h^-1)和對CO₂的選擇性還原為CO。

Unveiling the activity origin of ultrathin BiOCl nanosheets for photocatalytic CO₂ reduction. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120679

原創(chuàng)文章，作者：Gloria，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/11/8f2160b6b5/

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