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Eine effiziente Ladungstrennung und -nutzung sind entscheidende Faktoren in der Photokatalyse. Hier wird demonstriert, dass die vollständige räumliche Trennung von Oxidations- und Reduktionskatalysatoren die Effizienz der Ladungstrennung und der Oberflächenreaktion erhöht. Konkret wurde ein heterostrukturierter Photokatalysator Pt@NH2 -UiO-66@MnOx (PUM) mit Pt und MnOx als Katalysatoren zur Optimierung des NH2 -UiO-66 Photokatalysators entwickelt. Im Vergleich zu den ursprünglichen NH2 -UiO-66, Pt@NH2 -UiO-66 (PU) und NH2 -UiO-66@MnOx (UM) Proben zeigt die PUM-Probe die höchste Wasserstoffproduktionsaktivität. Als Katalysatoren begünstigt Pt das Einfangen von Elektronen, während MnOx dazu neigt, Löcher zu sammeln. Bei der Generierung aus NH2 -UiO-66 fließen Elektronen und Löcher in das Innere und Äußere des metall-organischen Gerüst-Photokatalysators, sammeln sich bei den entsprechenden Katalysatoren und nehmen dann an den Redoxreaktionen teil. Der PUM-Photokatalysator verlängert erheblich die Lebensdauer der photogenerierten Elektronen und Löcher, was die Elektronen-Loch-Trennung begünstigt. Darüber hinaus erleichtert die PUM-Probe die Gesamtwasserspaltung in Abwesenheit von opfernden Agentien und zeigt somit ihr Potenzial als Modifikationsmethode für MOF-typische Halbleiter für die Gesamtwasserspaltungsreaktion.
Zhang et al. (Mi,) haben diese Frage untersucht.