Фотокаталитическая реакция NO+COhν(CO2)ads+1/2N2, активируемая на ZnO/ZnO1-x/O- при возбуждении экситонного резонанса
Блашков И.В.
1, Титов В.В.
11Научно-исследовательский институт физики им. В.А. Фока Санкт-Петербургского государственного университета, Санкт-Петербург, Петергоф, Россия
Email: i.blashkov@spbu.ru
Поступила в редакцию: 1 июля 2022 г.
В окончательной редакции: 19 сентября 2022 г.
Принята к печати: 23 сентября 2022 г.
Выставление онлайн: 19 декабря 2022 г.
Использован экситонный канал фотоактивации ZnO для проведения экологически важной фотокаталитической реакции NO+COhν(CO2)ads+1/2N2 на ZnO. При доставке энергии возбуждения к поверхности электрически нейтральным экситоном отсутствуют потери на рекомбинацию и на преодоление поверхностного потенциального барьера, которые являются основными при переносе фотогенерированных пар e-/h+. Для подавления излучательного распада экситона на поверхности ZnO создана квантово-размерная 2D-структура ZnO/ZnO1-x/O-, в которой экситон распадается безызлучательно на пару долгоживущих локальных состояний электрона и дырки, на которых и проходят реакционные акты. Для окислительно-восстановительной реакции полученные квантовый выход Y (количество актов на поглощенный квант) и эффективность E (количество актов на падающий квант) при экситонном возбуждении на λ=382 nm в 5-7 раз больше, чем при возбуждении в области межзонного поглощения на λ=365 nm. Методами масс-спектрометрии и термодесорбционной спектроскопии исследованы начальные, промежуточные и конечные продукты фотокаталитической реакции, особенности влияния друг на друга молекул исходных газов NO и CO при взаимодействии их смеси с ZnO в темноте и при облучении на λ=382 nm. Ключевые слова: фотокатализ, ZnO, экситон, окислительно-восстановительная реакция, 2D-структура ZnO/ZnO1-x/O-, долгоживущие активные центры, очистка воздуха.
- Chong-Chen Wang, Jian-Rong Li, Xiu-Liang Lu, Yan-Qiu Zhang, Guangsheng Guo. Energy Environ. Sci., 7, 2831 (2014). DOI: 10.1039/c4ee01299b
- U. Ozgur, Y.I. Alivov, C. Liu, A. Teke, M.A. Reshchikov, S. Dogan, V. Avrutin, S.J. Cho, H. A. Morko c. J. Appl. Phys., 98, 041301 (2005). DOI: 10.1063/1.1992666
- M. Law, L.E. Greene, J.C. Johnson. Nature Materials, 4 (6), 455-459 (2005). DOI:10.1038/nmat1387
- S. Rehman, R. Ullah, A.M. Butt, N.D. Gohar. J. Hazardous. Materials, 170, 560-569 (2009). DOI: 10.1016/j.jhazmat.2009.05.064
- A. Ko odziejczak-Radzimska, T. Jesionowski. Materials, 7, 2833-2881 (2014). DOI:10.3390/ma7042833
- Yajun Wang, Qisheng Wang, Xueying Zhan. Nanoscale, 5, 8326 (2013). DOI: 10.1039/c3nr01577g
- V.E. Drozd, V.V. Titov, I.A. Kasatkin, L.L. Basov, A.A. Lisachenko, O.L. Stroyuk, S.Y. Kuchmiy. Thin Solid Films, 573, 128-133 (2014). DOI: 10.1016/j.tsf.2014.11.023
- I.V. Blashkov, L.L. Basov, A.A. Lisachenko. J. Phys. Chem. C, 121, 28364-28372 (2017). DOI: 10.1021/acs.jpcc.7b10143
- A. A. Lisachenko, L.L. Basov. In: Book of Abstracts, 25th International Conference on Defects in Semiconductors (ICDS-25) (Saint-Petersburg, 2009), p. 363
- V.V. Titov, A.A. Lisachenko, M.E. Labzovskaya, I.Kh. Akopyan, B.V. Novikov. J. Рhys. Chem. C, 123, 27399-27405 (2019). DOI: 10.1021/acs.jpcc.9b08507
- Е.Ф. Гросс, Н.А. Каррыев. ДАН СССР, 84 (3), 471-474 (1952)
- А.Н. Теренин. Фотоника молекул красителей и родственных органических соединений (Наука, Ленинград, 1967), 498
- V.V. Titov, A.A. Lisachenko, M.E. Labzovskaya, I.Kh. Akopyan, B.V. Novikov. Phys. Sol. State, 61 (11), 2134-2138 (2019). DOI: 10.1134/S1063783419110398
- R.V. Mikhaylov, A.A. Lisachenko, V.V. Titov. J. Phys. Chem. C, 116, 23332-23341 (2012). DOI: 10.1021/jp305652p
- V.V. Titov, A.A. Lisachenko, I.K. Akopyan, M.E. Labzowskaya, B.V. Novikov. J. Lumin., 195, 153-158 (2018). DOI: 10.1016/j.jlumin.2017.11.022
- A.A. Lisachenko, A.O. Klimovskii, R.V. Mikhailov, B.N. Shelimov, M. Che. Appl. Catalysis B: Environmental, 67, 127-135 (2006). DOI: 10.1016/j.apcatb.2006.04.018
- R.V. Mikhaylov, A.A. Lisachenko, B.N. Shelimov, V.B. Kazansky, Gianmario Martra, Salvatore Coluccia. Phys. Chem. C, 20 (117), 10345-10352 (2012). DOI: 10.1021/jp311593s
- R.V. Mikhaylov, A.A. Lisachenko, B.N. Shelimov, V.B. Kazansky. J. Phys. Chem. C, 113, 20381-20387 (2009), DOI: 10.1021/jp906176c
- D. Scarano, G. Spoto, S. Bordiga, A. Zecchina. Surface Science, 276, 281-298 (1992). DOI: 10.1016/0039-6028(92)90716-J
- J. Rasko, F. Solymosi. J. Phys. Chem., 98, 7147-7152 (1994). DOI: 10.1021/j100080a009
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.