在最近的一篇论文发表在开放获取期刊ACS能源字母研究人员的影响进行了探讨,non-lead金属氧化物/醋酸纤维素的添加卤化物钙钛矿纳米晶体的生长。该小组还研究了这些纳米晶体作为催化剂的应用为公司和CH4进化过程中有限公司2气体净化的水/乙酸乙酯中。
研究:卤化铅钙钛矿立方体耦合星纳米晶体催化剂。图片来源:vvoe / Shutterstock.com
背景
最近,卤化铅钙钛矿纳米晶体被公认为主管光学材料在能源应用。欧洲杯足球竞彩实质性的进步研究了优化这些纳米晶体的合成可调颜色的排放。然而,这种纳米晶体的基本面初级成核和生长控制在很大程度上仍未知。
此外,更快的增长加上纳米晶体的离子性质的理解有限形状调节和次生生长控制途径,这将有助于在操纵控制纳米晶体的形状和方面。
金属卤化物钙钛矿被广泛研究应用于发光和光伏设备,但有有限的勘探以来他们用于催化纳米晶体在极性介质色散的困难是由于水分不稳定。反应路径和催化过程的进一步理解和设计适当的和健壮的纳米晶体结构是十分必要的。
关于这项研究
在这项研究中,研究小组评估CsPbBr的增长3多维数据集的钙钛矿星低于50纳米到500纳米的纳米晶体表面配体和卤化物条件有限。纳米晶体的形成是借助于non-halide (Mn) (II)或锰镉(Cd) (II)乙酸盐或氧化物反应系统。此外,200年斜方晶系的CsPbBr3方面通过phenacyl生成溴化控制的方式。第二个立方体当时有核的这些方面的形成导致立方纳米晶体的耦合。
表面配体减少由于锰(II)或Cd (II)离子然后启动nanocube附件的外延取向在每个纳米晶体。这种增长的纳米晶体表现出一个喂养frenzy-mannered机制,所有提要纳米晶体被消耗。星纳米晶体与保留Cd (II),称为掺杂CsPbBr3,那些来自锰(II)介质,称为纯CsPbBr3在光催化,评估他们的应用程序有限公司2减少水/乙酸乙酯中。最后,该方法扩展到生成CsPbCl3纳米晶体。
观察
观察星星形状的晶体在一定的Cd (II) Pb (II)比例。此外,尽管立方体和明星纳米晶体退火,明星的立方体逐渐溶解,同时纳米晶体的大小增加。星纳米晶体完全消费的持续增长连续批次的数据集,表明Cd (II)离子的存在是必要的,形成星纳米晶体以及喂养nanocubes小。
透射电子显微镜(TEM)混合物的图像多维数据集和星形的纳米晶体显示30秒后形成的恒星纳米晶体生长直径< 50到100纳米之间。然而,一分钟后,他们已经到直径100纳米。观察5分钟后表现出的消费所有的方块,与星纳米晶体增长到超过200纳米大小。连续喂养的立方体额外10分钟显示恒星晶体生长到500海里。
此外,x射线衍射(xrd)证实了水晶阶段。TEM图像显示了突出的连接nanocubes星纳米晶体表明,联盟,并融合的方向不能与奥斯瓦尔德成熟。这是因为没有单体迁移或通过溶液中离子发生转移,也没有立方体纳米晶体在退火得到缩小。
此外,催化掺杂和纯CsPbBr的测量3表明CsPbBr3约有3%掺杂Cd支持电荷转移反应,从而改善相比,催化活性的纯立方体或明星纳米晶体。
结论
总结,研究人员展示了金属氧化物/醋酸纤维素的意义获得星形CsPbBr立方体耦合3钙钛矿纳米晶体。这些纳米晶体可以获得使用各种方法也可以用于CsPbCl的准备3纳米晶体。介绍了Cd (II)离子无法消除,导致掺杂纳米晶体。然而,这些掺杂纳米晶体表现出更好的催化特点,可以实现为催化剂有限公司2还原反应,在CH逆转4和演变。
此外,纳米晶体表现出没有实质性改变的阶段,组成、形态、和光学特性,表明优越的光催化稳定性。根据作者,钙钛矿纳米晶体的形状调制,不论他们的离子性质,可以成为可能,从而使复杂结构的设计对不同能源的应用程序。
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源
贝拉,Suman,智利,Avijit、Shyamal Sanjib, Nasipuri, Diptam, Pradhan, Narayan,卤化铅钙钛矿立方体耦合星纳米晶体催化剂,ACS能源字母,2022年,3015 - 3023,https://doi.org/10.1021/acsenergylett.2c01486
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