新材料清洁并分解水

当今一些最有用和最通用的材料是金属有机框架(MOF)。MOF是一种具有多功能结构、高孔隙率和迷人的光学和电学性质的材料，所有这些使其成为一种有前途的候选材料，用于各种应用，包括气体捕获和分离、传感器和光催化。由于MOF在结构设计和实用性方面非常通用，材料科学家目前正在许多化学应用中测试它们。其中之一就是光催化，这是一种光敏材料被光激发的过程。吸收的多余能量使电子脱离原子轨道，留下“电子空穴”。这种电子-空穴对的产生是任何依赖于光的能量过程中的关键过程，在这种情况下，它允许MOF影响各种化学反应。

由分子模拟实验室的基里亚科斯斯蒂利亚努领导的EPFL西昂的科学家团队现在开发了一种基于m of的系统，可以同时执行两种，但只是两种类型的光催化：产生氢气和从水中去除污染物。这种材料中含有大量可获得且廉价的磷化镍(Ni2P)，发现其在可见光下能有效光催化，占太阳光谱的44%。第一种类型的光催化，即制氢，涉及一种称为“水分解”的反应。顾名思义，这个反应将水分子分解成它们的成分：氢和氧。这里更大的一个应用是用氢做燃料电池，这是今天各种技术，包括卫星和航天飞机使用的能源供应设备。第二种光催化叫做“降解有机污染物”，是指分解存在于水中的污染物的过程。科学家研究了这种基于MOF的创新光催化系统，用于降解有毒染料罗丹明B，通常用于模拟有机污染物。

科学家们先后进行了两次测试，结果表明基于MOF的光催化系统可以将光催化产生的氢气与罗丹明b的降解整合在一起，这意味着现在可以使用这种光催化系统去除水中的污染物，同时产生可用作燃料的氢气。“这种不含贵金属的光催化系统使光催化领域更接近实际的‘太阳能驱动’应用，并显示了MOF在该领域的巨大潜力，”基里亚科斯斯蒂利亚努说。

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