Нанослои с большими порамиБинь Чжан и его команда специализируются на синтезе полимерных нитридов углерода (PCN), которые считаются хорошим кандидатом в качестве катализатора для производства водорода.
Молекулы PCN образуют структуру, которую можно сравнить с тонкими слоями теста для теста фило: листы этого материала лежат друг на друге, плотно прилегая друг к другу. Китайским химикам теперь удалось с помощью относительно простой двухэтапной термообработки отделить отдельные листы друг от друга — так же, как слоеное тесто разделяется на отдельные хрустящие слои в духовке.
В результате термообработки были получены образцы, состоящие из отдельных нанослоев с большими порами, содержащих различные аминогруппы с определенными функциональными возможностями.Амино- и оксигенированные группы проанализированы в BESSY IIПети и его команда исследовали серию этих образцов PCN на BESSY II. «Мы смогли определить, какие амино- и кислородсодержащие группы отложились в порах», — объясняет аспирант Цзянь Рен и соавтор публикации. Они могли анализировать, как определенные аминогруппы притягивают электроны к себе, что является особенно благоприятным свойством для расщепления воды, и как образуются новые дефекты на основе кислорода.
Эффективность увеличена в одиннадцать разВ сочетании с никелем в качестве сокатализатора эти образцы наноструктурированного PCN фактически показали рекордную эффективность, в одиннадцать раз превышающую эффективность обычного PCN при облучении видимым светом.
Фотокаталитические процессы на BESSY II раскрыты«Это демонстрирует, что PCN является интересным потенциальным катализатором для производства водорода из солнечной энергии, приближаясь к эффективности неорганических катализаторов», — объясняет Пети, член ассоциации Volkswagen Foundation Freigeist. «Кроме того, эта работа также показывает, что мягкая рентгеновская спектроскопия является важным инструментом для выявления возможных каталитически активных центров на фотокатализаторах».