中国化学会第32届学术年会
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一种高效的燃料——三乙醇胺对Janus TiO2-Pt动力学行为的影响
段世芳 王威*

分会

第三十五分会:胶体与界面化学

摘要

微纳米马达的众多驱动方式中,光驱动马达因其具有非接触式能量传递、控制简单、驱动效率高等优势,成为了微纳米马达方向的研究热点。因而在各个方面都有巨大的应用潜力,然而它也面临着种种挑战,如:能量转换效率低、高能量摄入(高光强、高燃料浓度)从而极大的限制了它们的可操作性和应用场景。光驱动马达驱动机制,都是基于光诱导发生光催化电解质和非电解质而产生非对称梯度,产生自扩散泳或自电泳[1]。在提高光驱动马达能量转换效率和进一步降低能耗方面,高效的光催化反应对马达的产生强推动力是必要的。人们为了提高其驱动效率主要做了以下两方面的工作:设计新型微纳米马达,如改变半导体材料,优化马达结构等,但这些对于材料制备比较具有挑战性[2]。同时,在过去的十年间,人们也开发了像H2O2及氢醌、联胺、葡萄糖、尿素等多种燃料,但是这些燃料的发现仍然不能够满足研究者对于高效光驱动马达的需求[3]。近期我们发现在光催化产氢领域中,通常会在反应体系中引入微量的三乙醇胺来提升产氢效率,受到这一现象的启发。我们在TiO2-Pt马达体系中,加入微量的三乙醇胺发现也可以有效的提升马达的速度,提升约为纯水中速度的5倍。同时我们用电化学测试表明,引入TEOA,确实增加了光催化反应的效率[4]。在后续的研究中我们发现,这种燃料并不适用于每一种光驱动马达体系。出于这个现象,我们尝试了几种不同的光驱动马达,发现TEOA只对于氧化端反应限制型光驱动马达有显著的作用。虽然TEOA这种燃料对所有光驱动马达不具有普适性,但是对于n型半导体-金属这种Janus结构的马达速度的提升很显著,具有一定的推广意义。

关键词

光驱动微纳米马达;三乙醇胺;动力学行为,电化学

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段世芳 哈尔滨工业大学(深圳)、刘佳钰 哈尔滨工业大学(深圳)、陈曦 哈尔滨工业大学(深圳) 共3人点赞了这篇线上墙报。