周期性多尺度大孔氧化铌结构用于增强光催化制氢性能

《Small》：Periodic Multi-Scale Macroporous Niobium Oxide Constructed for Enhanced Photocatalytic Hydrogen Evolution

本研究通过设计多尺度周期性聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）模板，成功合成具有周期多尺度大孔结构的Nb?O?材料。该结构优化了孔隙分布，显著提升了反应物传输效率与活性位点可及性，使光解产氢速率达到2.33 mmol g?1·h?1，较均匀孔径结构提升4倍，较传统Nb?O?基材料提高12.26倍，为开发高效光催化材料提供了新策略。

　　

摘要

在周期性大孔材料中，要高效利用骨架结构，通常需要较薄的孔壁，这对应于较小的孔径结构。然而，有效的质量传递则需要较大的孔径。因此，在最佳骨架利用与快速质量传递之间实现平衡已成为周期性大孔材料面临的关键挑战。通过调控结构来制备Nb₂O₅中的周期性多尺度大孔，是提高光催化制氢效率的关键策略。在本研究中，设计并使用了一种创新的多尺度周期性聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）模板，用于合成周期性多尺度大孔Nb₂O₅（PMM Nb₂O₅）。这种独特的多孔结构显著提高了反应物和产物的传递效率，同时也增强了活性位点的可及性。PMM Nb₂O₅表现出优异的光催化性能，其制氢速率达到了2.33 mmol g^?1·h^?1，是具有均匀孔径的周期性大孔Nb₂O₅的4倍，也是块状Nb₂O₅（B-Nb₂O₅）的12.26倍。本研究提出了一种构建周期性多尺度大孔材料的新策略，从而大幅提升了Nb₂O₅的制氢潜力。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。