纳米人

ACS Catal：CuFeO2界面光催化反应计算研究

纳米技术
2021-02-03


CuFeO2是一种p型半导体材料，目前人们认为其有望作为一种有前景的光阳极材料用于光电催化分解水。CuFeO2能够吸收太阳能从而进行催化分解水制氢反应，虽然目前其性能比理论上的性能还有较大差距。虽然目前一些实验、理论相关研究对此类材料的块体性质进行深入研究，此类材料中的表面性能仍未得到比较广泛的研究。有鉴于此，意大利国家研究委员会材料研究所（CNR-IOM）Simone Piccinin等报道了通过第一性原理计算方法对CuFeO2催化剂的界面结构、电子性质、热力学稳定性等在真空和电化学环境中的情况进行研究。

本文要点：

（1）

作者通过从头算分子动力学在水中的情况，研究量不同界面端基结构的固/液界面上，从而在电化学标度角度对能带排列情况进行研究。

作者分别在暗、光照条件中对该系统进行研究，结果显示光吸收导致催化剂表面发生部分还原，从而导致能带间的间隙带能够钉扎在Fermi能级中，该结果和近期实验表征结果相符。

（2）

通过氢原子的自由吸附能作为HER催化反应的描述符，作者发现形成在氧空穴位点中的负氢物种具有非常高的催化活性，可能是催化反应的中间体。

image.png


参考文献

Matteo Ferri, Joshua David Elliott, Matteo Farnesi Camellone, Stefano Fabris, and Simone Piccinin,* CuFeO2–Water Interface under Illumination: Structural, Electronic, and Catalytic Implications for the Hydrogen Evolution Reaction, ACS Catal. 2021, 11, 1897–1910

DOI: 10.1021/acscatal.0c05066

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c05066




版权声明：

本平台根据相关科技期刊文献、教材以及网站编译整理的内容，仅用于对相关科学作品的介绍、评论以及课堂教学或科学研究，不得作为商业用途。

万言堂

纳米人 见微知著