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光催化分解水被認為是太陽能制備化學能反應的“圣杯”，但是光催化分解水面臨著因為水/催化劑界面OER反應動力學緩慢的挑戰。實驗證據說明反應溫度能夠顯著加快OER反應的動力學，但是人們對于溫度增強OER反應動力學的機理并不清楚，無論是實驗還是理論理解。

有鑒于此，華東理工大學王海豐等報道發現與傳統的Arrhenius溫度變化規律不同，首次定量的證明改變溫度能夠引起界面微環境的改變，微環境的變化導致形成氣泡-H₂O/TiO₂(110)三相界面，這種界面顯著影響OER反應動力學。

本文要點

（1）

我們通過研究發現液體-氣體共同存在的狀態導致形成無序和松散的氫鍵網絡，而且阻礙質子轉移通道，這種效應顯著的促進生成·OH自由基以及O-O偶聯反應，從而加快OER反應動力學。

（2）

此外，作者發現向TiO₂(110)表面加入疏水物質能夠調節催化劑表面微環境，從而能夠在不需要額外熱力學能量輸入的情況下改善OER反應動力學。這種現象為光催化分解水催化劑的設計和制備提供新經驗和可能。

參考文獻

Ren, G., Zhou, M., Hu, P. et al. Bubble-water/catalyst triphase interface microenvironment accelerates photocatalytic OER via optimizing semi-hydrophobic OH radical. Nat Commun 15, 2346 (2024)

DOI: 10.1038/s41467-024-46749-z

https://www.nature.com/articles/s41467-024-46749-z