Nature:光催化剂颗粒中电荷转移的时空成像

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使用光催化剂颗粒分解水是一条很有前途的太阳能燃料生产途径,因此研究单个光催化剂颗粒的电荷转移过程并且明确它们的机制是十分关键的。因此,中国科学院大连化学物理研究所范峰滔教授和李灿教授(共同通讯)等人对氧化亚铜光催化剂颗粒进行了时空分辨的表面光电压测量,在单颗粒水平上绘制了飞秒到秒级的整体电荷转移过程。


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根据研究可以发现光生电子在亚皮秒时间尺度上通过面间热电子转移准确的转移到催化表面,而光生空穴则在微秒时间尺度上通过选择性捕获转移到空间分离的表面并稳定下来。
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该研究证明这些超快的热电子转移和各向异性的捕获机制,挑战了漂移-扩散模型的经典认知,有助于在光催化中实现有效的电荷分离并改善光催化的性能,促进光催化剂的合理设计。
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Spatiotemporal imaging of charge transfer in photocatalyst particles, Nature2022, DOI: 10.1038/s41586-022-05183-1.
https://www.nature.com/articles/s41586-022-05183-1




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