本报讯(通讯员曾皓)我国科大合肥微标准物质科学国家试验室单分子科学研讨团队,在最新研讨中提醒了锐钛矿结构的二氧化钛外表催化活性和微观反响机理。相关效果日前发表于《天然—通讯》杂志。
二氧化钛是太阳能转化研讨中的重要资料系统,在光催化分化水制氢气和人工光合作用等方面展现出宽广的远景。针对这一资料系统的研讨,已成为国际上新能源资料范畴的热门方向,寻觅新的催化资料和高效的能量转化机理更是研讨的要点。
二氧化钛的锐钛矿结构和金红石结构,是两种得到遍及研讨的晶体结构。其间,因为金红石结构安稳、易于单晶成长,曩昔的研讨主要是针对二氧化钛的金红石结构。相较而言,锐钛矿结构的二氧化钛安稳性低,直觉判别其化学活性应该比金红石结构高,有许多理论核算也支撑这一观念。特别是理论预言锐钛矿结构二氧化钛的晶面指数为(001)的外表,为一切晶面中活性最高。近几年,许多资料学家致力于组成富含(001)面的锐钛矿结构的二氧化钛纳米晶,并研讨其光催化性质,但试验得到的光催化功率与理论预言存在很大差异。
针对这一问题,此次研讨人员选用脉冲激光堆积技能,制备了高质量的锐钛矿结构(001)外表的二氧化钛,并明晰地提醒了该外表的结构和化学反响活性。一起,结合相关理论核算和剖析,提出了新的外表结构模型,澄清了这一外表缺点结构及化学反响活性的长时间争辩。
研讨标明,锐钛矿结构二氧化钛的(001)再构外表表现为彻底氧化的方式,纠正了曩昔关于该外表为部分氧化的结构模型;因为外表部分氧缺失所构成的点缺点方位,即因为失掉氧原子后暴露在外表的钛原子方位,才表现出较高的反响活性。该发现为进一步规划和进步二氧化钛的催化活性及研讨光化学反响供给了极有价值的信息。