Вышедшие номера
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. 1
1Научно-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.