UCL科学家发现了几十年来对混合阶段钛催化剂的误解

我们对二氧化钛（二氧化钛）的特性的理解是一个突破性的突破 - 自我清洁窗户技术的基础 - 科学家在UCL的科学家们揭示了数十年的误解，这使我们对我们对混合阶段的了解如何混淆^[1]钛催化剂可运行。

通过进行最先进的计算模拟以及对矿物质物理样品的精确实验测量，UCL的科学家发现，对混合相钛催化剂如何运作的广泛接受的解释被错误地被误导。他们的发现今天发表在《自然材料》上，将帮助科学家和工程师开发改进的光催化剂，这些光催化亚博网站下载剂在清洁能源技术，自我清洁涂料和其他许多领域中都有应用。

自1970年代以来，科学家就知道钛是一种光催化剂，这种物质在暴露于光线时会在其表面上分解水和其他物质。当光线中的光子激发原子结构中的光子时，就会发生这种情况。然后，这些电子与水分子反应，将它们分开释放氢，可用作绿色燃料。同样的现象还会降解有机分子，例如油和油脂。

这些特性，结合了泰坦尼亚廉价且丰富的事实，使其成为广泛研究和广泛使用的物质，并且是自我清洁窗户技术的基础。

首席作家戴维·斯坎伦（David Scanlon）（UCL化学）说：“去yabo214年大约有12,000篇有关泰坦尼亚的科学文章，因此这是研究最广泛的催化剂之一。尽管对该材料进行了大量研究，但使用混合相样样品而不是单相材料时，观察到的性能提高的解释一直是一个谜。”亚博网站下载

虽然泰坦尼亚的化学配方始终是相同的 - 一个钛和两个氧原子 - 它的分子可以以不同的方式排列，从而产生不同的晶体结构和特性。

自然界中最常见的两种形式称为金红石和解剖酶。两种形式都能够在存在紫外线的情况下分裂水（尽管剖析酶比金红石酶好得多），但是当两种形式组合成同一粒子时，两种形式之间存在协同作用，从而改善了性能。

该属性背后的原因是金红石和解剖酶的带对齐（材料中电子能量水平之间的关系），但是多年来，这种确切性质一直是化学，物理和材料科学方面的许多争论。亚博网站下载亚博老虎机网登录

瑞士队在1996年进行的一项高度影响力的研究似乎已经解决了为什么金红石 - 氨基酶混合物更好地分割水的问题。该研究得出的结论是，金红石中电子的能级略低于剖腹酶中的偏低，并且两者之间的偏移可以解释为什么剖析酶和金红石的混合样品具有与纯样品有很大不同的特性。

然而，该理论的许多问题逐渐变得显而易见，例如，许多科学家在使用两者的混合样品时注意到电子从金红石流向解剖酶的电子 - 如果金红石的能量水平较低，则应发生的相反。因此，UCL团队着手研究该现象，从而充分利用了当今可用的改进计算能力和一种新的实验技术。

The team used UCL’s Legion Cluster supercomputing facility to perform state-of-the-art simulations of the properties of rutile and anatase, and discovered the exact opposite of what the 1996 study concluded: the offset was actually in the opposite direction, with anatase having the lower energy levels. This neatly explains the previously mysterious flow of electrons from rutile into anatase, and the oxygen sensitivity of rutile.

同时，查尔斯·邓尼尔（Charles Dunnill）（UCL化学）进行的金红石 - 氨基酶颗粒的物理样品的实验得出了与计算机模yabo214拟相同的结论。

Dunnill说：“这项工作解释了一个问题，该问题已经在近40年的时间里没有良好的答案而浮出水面。”“这是我们第一次真正获得可信的结果，以一种连贯且令人信服的方式来解释二氧化钛的特性。”

更好地了解二氧化钛如何分解水和其他分子对生产绿色燃料的设备设计以及用于灭菌的自我清洁涂料的影响。app亚博体育

由UCL领导的团队还包括来自巴斯大学，都柏林三一学院和STFC Daesbury实验室的研究人员，于7月7日在《自然材料》杂志上发布了结果。亚博网站下载

^[1]混合二钛催化剂通过结合两种不同的钛晶体结构来起作用

资源：http://www.ucl.ac.uk/