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    提高1000倍！半導(dǎo)體量子線實(shí)現(xiàn)高光催化效率！
    來源： 時間：2023-07-25 15:28:52 瀏覽：1927次

    第一作者：Chong Zhang

    通訊作者：俞書宏院士、李毅教授

    通訊單位：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)

    DOI: 10.1002/anie.202305571


    01

    研究背景

    傳統(tǒng)的光催化過程涉及半導(dǎo)體電子空穴對的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)移和表面氧化還原反應(yīng)，其中低效率的電荷轉(zhuǎn)移過程幾乎是實(shí)現(xiàn)高效太陽能到燃料轉(zhuǎn)換的最常見的限制問題。最大化空穴轉(zhuǎn)移動力學(xué)，基于半導(dǎo)體的人工光合作用中的速率決定步驟，對實(shí)現(xiàn)高效太陽能制氫和空穴利用至關(guān)重要，但還面臨著挑戰(zhàn)，因?yàn)槟壳爸饕峭ㄟ^經(jīng)驗(yàn)上使用犧牲電子供體（SEDs）來消耗浪費(fèi)的空穴來優(yōu)化涉及電子的半反應(yīng)。基于此，中國科技大學(xué)俞書宏院士和李毅教授等人使用量子限制的ZnSe納米線作為光催化劑模型，清楚地看到了小分子SEDs如何控制空穴轉(zhuǎn)移動力學(xué)從而光催化性能。


    02

    文章要點(diǎn)

    1、作者從熱力學(xué)和動力學(xué)的角度對不同SEDs中量子限制的ZnSe納米線的空穴轉(zhuǎn)移過程進(jìn)行研究，構(gòu)建了驅(qū)動力、空穴轉(zhuǎn)移動力學(xué)和光催化性能之間的關(guān)系。

    2、研究發(fā)現(xiàn)這種弱量子限制半導(dǎo)體中發(fā)現(xiàn)的俄歇輔助空穴轉(zhuǎn)移動力學(xué)可使光催化制氫的效率提高3個數(shù)量級。

    3、本發(fā)現(xiàn)為制定空穴轉(zhuǎn)移的設(shè)計(jì)原則，并進(jìn)一步利用了量子限制膠體半導(dǎo)體納米晶體中高效的太陽能到化學(xué)轉(zhuǎn)換提供有力支撐。


    03

    圖文展示

    圖1. ZnSe納米線在不同SEDs中的光催化產(chǎn)氫


     圖2.不同SEDs中ZnSe納米線空穴轉(zhuǎn)移的熱力學(xué)分析

    圖3. 不同SEDs中ZnSe納米線的瞬態(tài)吸收（TA）光譜

    圖4. [S]和AA中量化ZnSe納米線的空穴轉(zhuǎn)移動力學(xué)

    圖5. ZnSe納米線在不同反應(yīng)溶液中的載流子動力學(xué)

    圖6. ZnSe-Pt納米線在不同SEDs中的光催化性能和相應(yīng)的載流子動力學(xué)

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    全部 3小時前 四川
    文字是人類用符號記錄表達(dá)信息以傳之久遠(yuǎn)的方式和工具。現(xiàn)代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產(chǎn)生書面文字，很多小語種，有語言但沒有文字。文字的不同體現(xiàn)了國家和民族的書面表達(dá)的方式和思維不同。文字使人類進(jìn)入有歷史記錄的文明社會。
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