記者近日從合肥工業大學獲悉, 該校科研人員成功構建了一種新型的銳鈦礦二氧化鈦表面模型, 可實現二氧化鈦可見光吸收及催化活性大幅提升, 可為清潔能源開發提供新的路徑. 相關成果日前發表在國際著名期刊《先進功能材料》上.
二氧化鈦具有優異的光催化性能, 在光解水制氫, 二氧化碳還原製備燃料以及有機汙染物光解等領域具有廣泛的應用前景. 研究表明, 以上催化反應均發生在二氧化鈦表面, 由於常見二氧化鈦主要表面的化學活性較低, 且對可見光的吸收效率不高, 因此如何提高二氧化鈦的表面活性和可見光吸收效率成為二氧化鈦光催化領域研究熱點.
合肥工大材料科學與工程學院周如龍副教授課題組與美國內布拉斯加大學林肯分校曾曉成教授課題組合作, 採用第一性原理計算理論構建了一種新型的銳鈦礦二氧化鈦表面. 類比計算結果表明, 該表面具有合適的禁頻寬度, 可大幅提升可見光吸收效率, 且化學反應活性極高. 同時, 該重構表面在富鈦環境下能量更加穩定, 可在低氧壓和較高溫度條件下製備.
分子動力學類比表明, 該表面模型可在室溫下將吸附在表面上的水分子分解, 表明該表面具有很好的光催化能力, 可用於光催化制氫, 從而獲得清潔能源.
