单原子Fe/TiO₂纳米管

无贵金属光催化制氢

单原子Fe与氧空位相互作用，减少氧空位浓度并促进电荷分离，从而提升光催化制氢性能。

毕京涛 · Chengqian, Li · 任杰 · 赵赢营 · 纪志永 · Wang, Ting · 黄鑫 · 郝红勋

Advanced Functional Materials 2024

技术优势

单原子分散

EDTA作为离子泵持续输送Fe³⁺至阳极，在TiO₂纳米管有序结构中实现单原子级分散，避免团聚。

空位浓度降低

单原子Fe与单电子氧空位相互作用，有效降低TiO₂纳米管中的氧空位浓度，有利于光生载流子分离。

产氢增强

通过Fe(III)/Fe(II)路径促进电荷分离并增强氢气脱附，最终显著提升光催化产氢性能。

应用场景

• 光催化：作为无贵金属光催化剂，直接用于光催化分解水制氢。
• 析氢：高效析氢，无需贵金属助催化剂。
• 电化学与储能：阳极氧化制备的纳米管电极可用于光电化学储能器件。