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催化大師禁蟲 (正式寫手)
科研先鋒
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【分享】水在銳鈦礦表面吸附微觀圖像被揭開 已有8人參與
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英國《自然—材料學(xué)》雜志近日發(fā)表了湖北大學(xué)“楚天學(xué)者計(jì)劃”特聘教授何云斌與其合作者關(guān)于水在TiO2表面吸附的重要研究進(jìn)展：研究人員在國際上首次在分子水平展示了覆蓋度小于一個(gè)單分子層的水在銳鈦礦TiO2（101）表面吸附的微觀圖像；首次發(fā)現(xiàn)了水分子通過銳鈦礦TiO2襯底的媒介作用（界面電子轉(zhuǎn)移）而相互排斥或吸引，形成局域排列有序的2×2表面超晶格結(jié)構(gòu)。 據(jù)悉，氫由于其燃燒值高且燃燒后的產(chǎn)物（水）不對(duì)環(huán)境造成任何污染，被普遍認(rèn)為是一種理想、無污染的綠色能源。氫能作為解決能源危機(jī)和環(huán)境問題的理想途徑之一而成為世界各國競(jìng)相發(fā)展的焦點(diǎn)。在眾多氫能開發(fā)的手段中，利用太陽能光催化分解水制氫是最為理想、最有前途的手段之一。 自1972年日本學(xué)者Fujishima等發(fā)現(xiàn)TiO2表面能光催化分解水制氫以來，水在TiO2表面吸附的研究一直是氧化物表面領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。由于大尺寸的銳鈦礦相單晶樣品至今稀缺，雖然亞穩(wěn)態(tài)的銳鈦礦相的光催化活性更高，但是迄今為止，人們的研究都集中于水在最穩(wěn)定的金紅石相TiO2（110）單晶表面的吸附。 在最新研究中，何云斌及其合作者采用自然礦物單晶做樣品，結(jié)合先進(jìn)的低溫高分辨STM技術(shù)和密度泛函理論計(jì)算，第一次在分子水平展示了覆蓋度小于一個(gè)原子層的水在銳鈦礦TiO2（101）表面吸附的微觀圖像。研究結(jié)果表明：水在完整的（即沒有O空位之類的缺陷）銳鈦礦TiO2（101）表面是以分子態(tài)吸附，即并不產(chǎn)生分解；吸附的水分子通過銳鈦礦TiO2襯底的媒介作用（界面電子轉(zhuǎn)移）而發(fā)生相互吸引或排斥，形成局域排列有序的2×2表面超晶格結(jié)構(gòu)。 這一發(fā)現(xiàn)表明，水在銳鈦礦TiO2（101）表面的吸附與在其他TiO2表面和其他金屬、氧化物表面的吸附都有很大不同。據(jù)介紹，在金紅石相TiO2（110）表面，由于表面O空位的存在，水是以裂解（羥基）和分子態(tài)混合的狀態(tài)吸附。由于氫鍵作用，吸附在固體表面的水分子通常表現(xiàn)出相互吸引；而在銳鈦礦TiO2（101）表面，沿【010】方向水分子卻表現(xiàn)出相互排斥。何云斌及其合作者把這些現(xiàn)象歸結(jié)為銳鈦礦TiO2（101）表面的特殊晶體及電子結(jié)構(gòu)，這些研究結(jié)果為人們進(jìn)一步深入認(rèn)識(shí)水在TiO2表面的光催化分解微觀機(jī)理，從而最終實(shí)現(xiàn)氫能源的綠色、價(jià)廉和可靠的制備奠定了基礎(chǔ)。 應(yīng)各位蟲子的要求，上傳原文論文，這篇文章確實(shí)很有價(jià)值，值得光催化的好好學(xué)習(xí)下！ 論文原文：http://d.namipan.com/d/98ca5cf7e ... 01ddbc9596a4fc51a00 [ Last edited by 催化大師 on 2009-9-22 at 10:32 ] |
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