Bi4O5Br2 est très attractif en tant que piézocatalyseur efficace qui utilise l’énergie mécanique omniprésente pour H2O2 synthèse. Bi ultramince médié par des lacunes d'oxygène4O5Br2 Les nanofeuilles présentent une meilleure réponse piézoélectrique et une plus forte capacité d'adsorption et d'activation de l'oxygène, ce qui conduit à une réaction piézocatalytique H exceptionnelle.2O2 Performances de synthèse sans aucun agent sacrificiel ni cocatalyseur dans l'eau pure. Crédit : Chinese Journal of Catalysis
Des recherches récentes ont démontré l’efficacité des nanofeuilles ultraminces de Bi4O5Br2 avec des lacunes d’oxygène contrôlées pour améliorer la production piézocatalytique de peroxyde d’hydrogène (H2O2), présentant une alternative viable et respectueuse de l’environnement aux méthodes traditionnelles.
Peroxyde d'hydrogène (H2O2) est une matière première chimique essentielle avec de nombreuses applications dans de nombreux contextes industriels et quotidiens. Cependant, la méthode industrielle de production d'anthraquinone H2O2 présente des inconvénients importants, notamment des niveaux élevés de pollution et de consommation d'énergie. Une approche alternative consiste à exploiter l'énergie mécanique omniprésente pour la réaction piézocatalytique H2O2 L'évolution est une stratégie prometteuse. Malgré son potentiel, cette méthode est confrontée à des défis en raison de son rendement de conversion énergétique insatisfaisant.
Bi4O5Br2 est considéré comme un matériau photocatalytique très attractif en raison de sa structure sandwich unique, de son excellente stabilité chimique, de sa bonne capacité de capture de la lumière visible et de sa structure de bande appropriée. Aspirée par sa structure cristalline non centrosymétrique, la performance piézoélectrique a commencé à entrer dans la vision des chercheurs récemment. Cependant, son potentiel en tant que piézocatalyseur efficace est loin d'être exploité, d'autant plus que les impacts des défauts sur la piézocatalyse et la H piézocatalytique2O2 production sur Bi4O5Br2 reste rare. Ainsi, la piézocatalyse à énergie mécanique fournit une méthode prometteuse pour H2O2 synthèse à partir d'eau pure avec une grande attractivité.
Une percée dans la piézocatalyse
Récemment, un groupe de recherche dirigé par le professeur Hongwei Huang de l'Université des géosciences de Chine a signalé des résultats exceptionnels de catalyseurs piézocatalytiques H2O2 performances d'évolution obtenues sur du Bi ultrafin4O5Br2 nanofeuilles avec des lacunes d'oxygène appropriées et ont révélé le mécanisme par lequel la structure mince et les lacunes d'oxygène améliorent collectivement l'activité piézocatalytique. Les résultats ont été publiés dans Journal chinois de catalyse.
Bi ultra-mince4O5Br2 Des nanofeuilles avec des concentrations de lacunes d'oxygène contrôlables sont synthétisées par une méthode solvothermale en une étape en ajustant le rapport eau/éthylène glycol. Des expériences et des calculs théoriques ont montré que Bi4O5Br2 avec des lacunes d'oxygène appropriées, présente des performances spectaculaires pour le H piézocatalytique2O2 production. D'une part, les lacunes d'oxygène et la structure mince augmentent considérablement les propriétés piézoélectriques et le potentiel piézoélectrique du Bi4O5Br2qui améliorent la séparation et le transfert des charges piézo-induites. D'autre part, les lacunes d'oxygène favorisent l'adsorption et l'activation de l'oxygène à la surface du Bi4O5Br2et conduisent à une diminution constante de l'énergie libre de Gibbs de la voie de réaction. Par conséquent, le H piézocatalytique2O2 performances de production de Bi4O5Br2 avec des lacunes d'oxygène appropriées est plus élevée que celle des autres piézocatalyseurs couramment utilisés.
Ce travail a été soutenu conjointement par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (n° 52272244 et 51972288), le Fonds de recherche fondamentale pour les universités centrales (2652022202).
