久久精品免费观看_欧美日韩精品电影_91看片一区_日日夜夜天天综合

近年來，通過兩電子途徑光催化水氧化反應（WOR）產生高附加值化學品H?O?的過程（H?O? + 2h+→ H?O?+ 2H+）受到越來越多的關注。然而，在實際應用中，這一過程面臨與四電子途徑氧氣析出反應（H?O?+ 4h+→ O?+ 4H+）的競爭。相關實驗結果表明，在廣泛使用的金紅石相TiO?（r-TiO?）基材料表面實現高H?O?選擇性是極具挑戰的。有趣的是，通過簡單的晶相調控，高純度的板鈦礦相TiO?（b-TiO?）表現出對H?O?顯著的選擇性。然而，由于液固界面體系和激發態化學的復雜性，在原子尺度探究決定不同晶相表面反應選擇性的關鍵因素仍十分具有挑戰性。

針對這一問題，團隊采用第一性原理分子動力學模擬和微觀動力學分析，展示了引人入勝的界面化學，并提供了對水/b-TiO?(210)和水/r-TiO?(110)界面上WOR選擇性的全面理解。研究結果發現，水/b-TiO?(210)界面對于H?O?的高選擇性并非源于b-TiO?(210)催化劑的本征活性，而是由于該表面的局部魚骨形原子結構調控了弱界面氫鍵相互作用，在近吸附水層形成了局部低水密度微環境。具體而言，在水/b-TiO?(210)界面上，由于水較強的吸附強度和獨特的吸附取向，導致界面吸附層水和近吸附層水的氫鍵相互作用減弱。因此，在水/b-TiO?(210)界面局部低水密度的界面微環境中，不僅有利于相對疏水的OH•自由基的形成，而且有助于抑制其去質子化，從而提高H?O?的選擇性。相比之下，在水/r-TiO?(110)界面上形成的相對較強的界面氫鍵相互作用加速了OH•的去質子化，導致在此界面處的OH•覆蓋度比水/b-TiO?(210)界面低3個數量級。這項研究定量地表明液/固界面處的局部氫鍵結構（水密度）對調控光催化選擇性的關鍵作用，為進一步設計更高H?O?選擇性的催化劑提供了啟示。

圖片說明：液/固界面處的局部氫鍵結構（水密度）調控光催化水氧化為H?O?的選擇性機制