铈的光催化超能力:释放二氧化钛的可见光吸收能力

铈的光催化超能力:释放二氧化钛的可见光吸收能力图为二氧化铈铈(Ce)在稀土元素中显示出可变价态Ce3+/Ce4+,具有不同的电子结构(分别为4f15d0和4f05d0),容易形成氧空位。具有独特电子结构的Ce元素可以被用来改造半导体光催化剂,以提高其光催化性能。在发表在《分子》杂志上的一项研究中,由中国科学院福建物质结构研究所卢灿忠教授领导的研究小组报告了铈/二氧化钛的可见光吸收。研究人员利用简单的溶胶-凝胶法实现了铈在二氧化钛晶格中的同步掺杂,实现了Ce在二氧化钛晶格中的同步掺杂。他们通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察了纯二氧化钛、Ce-掺杂的二氧化钛(铈/二氧化钛)和二氧化铈混合的二氧化钛(二氧化铈-二氧化钛)样品的形态和结构。他们发现,在锐钛型二氧化钛晶格中掺入Ce会导致样品的晶粒尺寸变小。此外,研究人员通过线性扫荡伏安法(LSV)测试发现了铈/二氧化钛的高光电流密度(10.9μA×cm-2),是普通二氧化钛材料(4.3μA×cm-2)的2.5倍。他们用入射光电流效率(IPCE)测试评估了铈/二氧化钛的光吸收范围。铈/二氧化钛显示出高达500纳米的可见光吸收,而纯二氧化钛在可见区没有明显的反应。此外,研究人员发现,由铈掺入二氧化钛晶格形成的电子捕获中心提高了光生电子和空穴的分离效率。掺入Ce的二氧化钛的窄带隙显示了良好的可见光吸收和光电流响应。由于Ce的掺杂,铈/二氧化钛样品实现了高光电流密度和入射光子电流效率(IPCE)。该研究为制备和理解高效可见光激活的稀土掺杂的光催化剂提供了一个实用的策略和重要的参考。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1356239.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1356239.htm

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研究人员运用二氧化钛光催化薄膜小球高效灭活新冠病毒日本千叶大学教授鲁云领衔的团队日前宣布,该团队与总部位于东京的SNSsoft公司合作开发的新型二氧化钛光催化薄膜小球能高效灭活新冠病毒,有助开发消毒杀菌的环境净化新产品。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1330789.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1330789.htm

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新型催化剂可将二氧化碳高效转化为甲烷转化率高达99.3%DGIST的一个研究小组开发出一种先进的光催化剂,它能有效地将二氧化碳转化为甲烷,有可能为应对全球变暖提供一种可持续的解决方案。来自DGIST能源科学与工程系的InSoo-il教授及其团队成功开发出一种高效光催化剂。这项创新能够将导致气候变化的重要因素二氧化碳(CO2)转化为甲烷(CH4),也就是通常所说的天然气。全球变暖导致世界各地气候异常,威胁着人类的生存。减少温室气体是解决日益令人担忧的全球变暖问题的关键,这需要将大气中的二氧化碳转化为其他物质。光催化技术是一种环保解决方案,它只需利用太阳能和水就能将二氧化碳转化为有用的物质,如天然气。生产出的天然气可在日常生活中用作供暖、制冷系统和车辆的燃料。光催化材料的改进研究小组将吸收可见光和红外线的硒化镉与二氧化钛(一种金属氧化物和著名的光催化材料)结合起来,高效地将二氧化碳转化为天然气。以前,人们曾将具有周期性晶格结构的结晶二氧化钛作为光催化材料进行分析。然而,由于颗粒的规则排列,钛的三价阳离子(Ti3+)的活性位点的形成受到了限制。为了克服这个问题,In教授的团队使用无定形二氧化钛改进了催化反应,因为无定形二氧化钛可以通过缺乏晶格结构周期性的不规则颗粒排列形成更多的Ti3+活性位点。除了催化作用得到改善外,电荷转移过程也很稳定,可确保有足够的电子参与反应。这有助于将二氧化碳转化为碳化合物,特别是甲烷燃料。此外,与需要高温再生的传统光催化剂不同,无定形催化剂在不加热的情况下向反应器供氧,可在一分钟内再生。高效率和未来研究方向研究小组新开发的无定形二氧化钛-硒化镉光催化剂(TiO2-CdSe)在光反应18小时后的前6小时内甲烷转化率仍高达99.3%,是具有相同成分的晶体光催化剂(C-TiO2-CdSe)的4.22倍。"这项研究的重要意义在于,我们开发出了一种具有再生活性位点的催化剂,并通过计算化学研究确定了利用非晶态催化剂将二氧化碳转化为甲烷的机理,"DGISTIn教授说。"我们将开展后续研究,以改善无定形光催化剂的能量损失,并提高其长期稳定性,从而实现该技术的未来商业化。"编译来源:ScitechDailyDOI:10.1016/j.apcatb.2024.124006...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1434187.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1434187.htm

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中国将首次开启海上二氧化碳封存中海油表示,这口井将建立起二氧化碳回注地层的“绿色通道”,预计每年可封存二氧化碳30万吨,累计封存二氧化碳150万吨以上,相当于植树近1400万棵,或停开近100万辆轿车。中国海油深圳分公司副总经理兼总工程师郭永宾表示,这口海上二氧化碳封存回注井完全由中国自主设计实施,标志着中国初步形成海上二氧化碳注入、封存和监测的全套钻完井技术和装备体系,填补了海上二氧化碳封存技术的空白。恩平15-1油田位于深圳西南约200公里的南海东部海域,平均水深约90米,是中国南海首个高含二氧化碳油田。经过一系列关键技术研究,中海油最终确定将二氧化碳封存在距离恩平15-1平台约3公里处的“穹顶”式地质构造中。该种地质构造类似一个倒扣在地底下的“巨碗”,具有自然封闭性,能够长期稳定地罩住二氧化碳。据悉,二氧化碳捕集、利用与封存技术(CCUS),是世界公认的具有巨大商业化应用潜力的碳减排技术之一。而在此之前,中国二氧化碳封存项目多为陆地封存。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1350349.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1350349.htm

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