【科研摘要】
以產生H2O2的光催化為例,與沒有光致性的相同光催化體系(83.5μmol g-1h-1)。通過COMSOL Multiphysics類比和密度泛函理論(DFT)計算進行的理論分析揭示了促動運動背後的機制,該機制觸發了仿生向日葵的彎曲並確定了光催化過程中生成H2O2的活性位點。這項工作提出了一種新穎的光催化概念,可以通過最佳利用太陽能來促進任何傳統的光催化反應。相關論文以題為The Bionic Sunflower: A Bio-inspired Autonomous Light Tracking Photocatalytic System發表在《Energy & Environmental Science》上。
【主圖導讀】
圖1.(a)是天然向日葵的示意圖和仿生向日葵的組成的示意圖。(b)仿生向日葵的照片。(c)CPH和(d)RPH的SEM影像。(e)CdS/rGO複合材料的TEM影像。(f)rGO,CdS塊和CdS/rGO複合物的XRD圖譜和(g)UV-Vis漫反射光譜。
圖2.(a)不同入射光角度的仿生向日葵的照片。(b)彎曲的仿生向日葵形狀恢復過程的照片。(c)仿生向日葵光響應行為的形狀穩定性。(d)RPH隨溫度升高的歸一化體積曲線。(e)擬議的仿生向日葵的光致變色原理和方法。(f)仿生向日葵不同部位的時間依賴性溫度。(g)RPH模型中的類比熱分佈。
圖3.分別在(a)不同的氣氛和(b)不同的溫度下仿生向日葵的H2O2生成。(c)在不同的入射角下,沒有光致變色物質的仿生向日葵的H2O2釋放速率。(d)在90°輻射下,H2O2的形成取決於仿生向日葵的時間,並且沒有光致變色物質。(e-f)然後將仿生向日葵和對照樣品在不同的天頂角和方位角(90°天頂角)下歸一化的ECE(能量收集效率)。
圖4.(a-b)在CdS,CdS/rGO-up,CdS/rGO-down和rGO的不同位置上發生兩種反應機理後,生成H2O2的自由能圖。插圖顯示了催化過程中CdS/rGO-up表面的優化結構。
參考文獻:doi.org/10.1039/D1EE00587A
原文刊載於【高分子材料科學】公眾號
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