2013年7月9日
突破对我们理解二氧化钛的性质(二氧化钛)——自洁的基础窗口技术,已经由伦敦大学学院的科学家们发现一个几十年的老误会蒙蔽了我们的知识的混合阶段[1]二氧化钛催化剂操作。
锐钛矿晶体。由维基共享
通过先进的计算机模拟与精确的实验测量的物理样品的矿物,伦敦大学学院的科学家们发现,被广泛接受的解释如何混合相二氧化钛催化剂操作是错误的。今天发表在《自然材料,他们的发现将帮助科学家和工程师开发改进的催化剂,应用清洁能源技术欧洲杯足球竞彩,自洁涂料和许多其他领域。
自1970年代以来,科学家们已经知道,二氧化钛光催化剂,一种物质可以分解水和其他物质表面暴露在光。这发生在光子在光激发电子在原子结构。这些电子与水分子发生反应,分裂释放氢气,可以用作绿色燃料。同样的现象也会降低油和油脂等有机分子。
这些属性,加上二氧化钛是廉价和丰富,使它广泛研究和广泛使用的物质,和自洁窗的基础技术。
”大约有12000篇科学论文关于二氧化钛去年,”第一作者大卫Scanlo欧洲杯猜球平台n化学(UCL)说,“这是一个最多研究催化剂。尽管大量的研究这种材料,解释观察到的性能提升当混合相位的样品被用来代替单相材料在数十年来一直是个谜。”欧洲杯足球竞彩
而二氧化钛的化学公式始终是相同的——一个钛和两个氧原子组成——它的分子可以以不同的方式排列,产生不同的晶体结构和性质。
在自然界中最常见的两种形式被称为金红石和锐钛矿。两种形式可以分解水的紫外线比金红石(尽管锐钛矿要好得多),但当两种形式结合到相同的粒子,有两种形式之间的协同作用,从而改善性能。
背后的原因这个属性是金红石和锐钛矿带的校准(内的电子能级之间的关系材料),但这的确切性质一直是有争议的问题在化学、物理和材料科学。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
瑞士的高度影响力的研究小组在1996年似乎已经解决的问题为什么rutile-anatase混合物更擅长分裂水。这项研究得出结论,电子的能级在金红石略低于锐钛矿,这两者之间的偏移可以解释为什么混合样品的锐钛矿和金红石具有属性不同于纯粹的样本。
然而许多问题理论逐渐变得明显,例如许多科学家注意到电子从金红石流入锐钛矿当使用混合样品的两个——如果金红石会发生相反的能量水平低于锐钛矿。伦敦大学学院的团队因此着手调查这一现象,使最可用的计算能力提高的今天,一个新的实验技术。
团队使用UCL的军团集群超级计算设备来执行先进的金红石和锐钛矿的特性的模拟,发现正好相反的1996年的研究结论:偏移量实际上是相反的方向,与锐钛矿具有较低的能量水平。这种巧妙地解释了以前神秘流向锐钛矿、金红石的电子和氧气敏感性金红石。
并行,物理实验的样本rutile-anatase粒子由查尔斯·达尼尔(伦敦大学学院化学)来到了计算机模拟的结论一样。欧洲杯猜球平台
“漂浮的工作解释一个问题没有一个好的回答了近40年,”达尼尔说。第一次我们有可信的结果解释观察到的二氧化钛的性质在一个连贯的和令人信服的方式。”
更好的了解二氧化钛分解水和其他分子影响了设备的设计生产绿色燃料,以及自洁涂料冲销。2020欧洲杯下注官网
UCL-led团队,其中还包括大学的研究人员浴,都柏林三一学院,STFC位于达斯伯里实验室,他们的研究结果发表在《自然材料》7月7日。欧洲杯足球竞彩
[1]混合相二氧化钛催化剂工作通过结合两种不同晶体结构的二氧化钛
来源:http://www.ucl.ac.uk/