Compuestos multifuncionales a base de grafeno que abordan el papel del grafeno en la fotocatálisis

Compuestos multifuncionales a base de grafeno que abordan el papel del grafeno en la fotocatálisis


20 de abril de 2022

(Noticias de Nanowerk) El grafeno, una lámina de carbono de una sola capa con una estructura reticular empaquetada hexagonalmente, ha mostrado un potencial atractivo en la fotocatálisis artificial debido a sus encantadoras propiedades para mejorar la absorción de luz, la dinámica de transferencia de electrones y las reacciones superficiales.

Hoy en día, los fotocatalizadores multifuncionales a base de grafeno, como el grafeno semiconductor, el grafeno metálico y el grafeno orgánico, se utilizan ampliamente en la división fotocatalítica del agua, la purificación ambiental, la reducción del dióxido de carbono y la síntesis orgánica selectiva para proporcionar una estrategia viable y sostenible para resolver los problemas. de la escasez de energía y la crisis ambiental.

Debido a las propiedades únicas e intrigantes del grafeno ideal, incluida la estructura plana en 2D, el área superficial específica teórica alta, la transmitancia óptica superior, la conductividad electrónica excelente y la buena estabilidad química, el grafeno se considera un cocatalizador prometedor para mejorar la energía solar. eficiencia de conversión de los sistemas fotosintéticos artificiales.

Además, el grafeno también puede actuar como fotosensibilizador macromolecular en algunos sistemas fotocatalíticos específicos para generar fotoelectrones por sí mismo.

Es bien sabido que la selección de métodos de síntesis apropiados desempeña un papel importante en la adaptación de las propiedades de los compuestos basados ​​en grafeno, como la morfología, el tamaño, la estructura del defecto y las propiedades de superficie/interfaz, que están estrechamente relacionadas con su rendimiento fotocatalítico.

Por lo tanto, se han realizado enormes esfuerzos para explorar y optimizar los métodos de síntesis, tales como. B. métodos hidrotérmicos/solvotérmicos, tratamiento de combustión, métodos de baño de aceite a baja temperatura, enfoque sol-gel, deposición asistida por ultrasonidos, síntesis asistida por microondas, reducción fotoasistida, deposición electroquímica para construir compuestos altamente eficientes a base de grafeno con deseables arquitectura.

Recientemente, un equipo de investigación dirigido por el Prof. Yi-Jun Xu de la Universidad de Fuzhou, China, proporcionó una revisión crítica de las estrategias de optimización y la síntesis de fotocatalizadores compuestos multifuncionales basados ​​en grafeno (Diario chino de catálisis«Fotocatalizadores compuestos multifuncionales basados ​​en grafeno que abordan los diversos roles del grafeno en la fotocatálisis»). Fotocatalizadores compuestos basados ​​en grafeno Esta revisión proporciona una descripción general de las estrategias de optimización y la síntesis de fotocatalizadores compuestos basados ​​en grafeno, centrándose en los múltiples roles fundamentales del grafeno en la fotocatálisis, y sugiere los principales desafíos y perspectivas futuras para futuras investigaciones de fotocatalizadores basados ​​en grafeno. (© Revista China de Catálisis)

Primero, se presentan las estrategias de optimización de los compuestos basados ​​en grafeno, p. B. Reducción de la densidad de defectos del grafeno, dopaje químico, optimización de la dimensionalidad del grafeno y los componentes fotoactivos, deposición de cocatalizadores para construir sistemas de cocatalizadores dobles o múltiples y optimización de los parámetros de interfaz de compuestos basados ​​en grafeno.

Luego, se analiza la síntesis de compuestos basados ​​en grafeno desde una nueva perspectiva, guiada por las funciones del grafeno en la fotocatálisis, que contienen un mediador y aceptor de fotoelectrones, mejoran la capacidad de adsorción, ajustan el rango y la intensidad de absorción de la luz y son fotosensibilizadores macromoleculares.

Además, se propone una breve perspectiva sobre los desafíos y las posibles estrategias de desarrollo para mejorar la eficiencia de conversión de energía solar de los compuestos basados ​​en grafeno.



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