Adv Sci综述：宏观形貌对光催化剂性能的影响

纳米技术

2022-03-05

光催化是致力于解决环境和能源领域问题的具有前景的技术，目前人们发展了多种多样的策略用于改善光催化反应性能，比如调节催化剂的组分优化可见光吸收、优化载流子分离、界面化学等，实现高晶化度、调控催化剂粒径和形貌，增强催化剂的表面积，更好的利用特定晶面的反应活性。这些策略主要能够在纳米尺度影响催化剂，能够归结于纳米结构化策略。相比而言，微米尺度结构化是在更大的尺度进行催化剂设计优化，通常主要着重于纳米粒子组装和制备薄膜。但是，目前有关微米或者厘米尺度结构调控的研究比较少见。同时，最近相关工作发现基于纳米粒子的气凝胶整体材料能够显著改善光催化活性，特别是当一体式气凝胶的大小与光催化反应器匹配。

有鉴于此，苏黎世联邦理工学院Markus Niederberger等综述报道这种微米尺度效应在光催化领域的有关研究，对宏观的一体式气凝胶光催化剂进行总结。

本文要点：

（1）

作者总结构建宏观结构改善光催化性能的相关研究并进行讨论，从最新有关工作进展、对如何通过改善宏观光催化剂大小的角度进一步改善光催化剂性能讨论其中的规律。对如何发展新型高效率真正的3D光催化剂进行总结。

（2）

首先对3D光催化剂结构设计的相关文献总结，随后讨论由纳米粒子组装的气凝胶材料中光照、气流的作用，同时展示了关于优化气凝胶宏观结构的相关理念，讨论了设计可能更加合适的气相流动相光催化反应器结构。

参考文献

Fabian Matter, Markus Niederberger, The Importance of the Macroscopic Geometry in Gas-Phase Photocatalysis, Adv. Sci. 2022, 2105363

DOI: 10.1002/advs.202105363

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202105363