科学家们开发了清洁和分裂水的新材料

时间：2022-02-15 17:25:07 来源：

可见光活性金属 - 有机框架同时光催化氢气产生和染料降解。

EPFL的化学科学与工程研究人员开发了一种基于金属有机框架类别的材料的光催化系统。该系统可用于降低水中存在的污染物，同时产生可以进一步捕获和使用的氢气。

今天的一些最有用和最通用的材料是金属有机框架（MOFS）。MOFS是一类材料，展示了结构多功能性，高孔隙度，迷人的光学和电子特性，所有这些都是为各种应用的候选人提供了有希望的候选者，包括气体捕获和分离，传感器和光催化。

由于MOF在结构设计和有用性方面是如此多才多艺，因此材料科学家目前在许多化学应用中测试它们。其中一个是光催化，一种用光激发光敏材料的过程。吸收的多余能量从其原子轨道中脱离电子，留下“电子孔”。这种电子孔对的产生是任何光依赖性能量过程中的关键方法，并且在这种情况下，它允许MOF影响各种化学反应。

由Kyriakos Stylianou的EPFL Sion的科学家在分子模拟实验室领导的科学家队，现在已经开发了一种基于MOF的系统，可以同时表现出两种类型的光催化：氢气的生产，以及清洗污染物的水。该材料含有丰富的可用和廉价的磷化镍（Ni2P），发现在可见光下进行高效的光催化，占太阳光谱的44％。

第一种类型的光催化，氢气产生涉及称为“水分解”的反应。与名称表明，反应遍历水分子进入其成分：氢气和氧气。这里的一个更大的应用是使用燃料电池的氢，这是今天各种技术中使用的能量供应装置，包括卫星和空间班车。

第二种选催化被称为“有机污染物降解”，这是指在水中存在的污染物的过程。科学家们向常用于模拟有机污染物的有毒染料罗丹明B的降解了这种基于MOF的光催化系统。

科学家依次进行了两种测试，表明基于MOF的光催化系统能够将光催化产生的氢催化产生与单一过程中的罗丹明B的降解集成。这意味着现在可以将这种光催化系统与水外清洁污染物一起使用，同时产生可用作燃料的氢气。

“这种贵金属无贱光催化系统将光电催化系统带来更靠近实用的”太阳能驱动“应用的步骤，展示了该领域Mofs的巨大潜力，”Kyriakos Stylianou说。

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