Перспективный фотокатализатор на основе S-схемы

Фотокатализ представляет собой экологичную технологию использования повсеместно доступного, но непостоянного солнечного света. Новый гетеропереход S-схемы продемонстрировал преимущества в фотокатализе. В статье представлен современный этап развития этого направления и предложены новые подходы к формулированию общих критериев его проектирования. Сначала рассматриваются проблемы, с которыми сталкивается однокомпонентный фотокатализатор, с точки зрения рассеяния энергии; при этом используются общие закономерности поведения молекул красителей. Затем обобщаются другие проблемы однокомпонентных фотокатализаторов. Возможным решением этих проблем служит создание гетеропереходов. Для преодоления недостатков и ошибочных представлений, связанных с гетеропереходами II типа и Z-схемой, была предложена S-схема; также обобщён лежащий в её основе механизм реакции. Далее сформулированы принципы проектирования гетеропереходов S-схемы и предложены четыре их типа. Затем представлены методы прямой характеризации, позволяющие подтвердить перенос заряда в гетеропереходах S-схемы. Наконец, обобщены различные применения гетеропереходов S-схемы в фотокатализе. Особое внимание уделено прояснению роли искривлённого уровня Ферми на границе раздела гетероперехода S-схемы, что может способствовать укреплению и развитию фундаментальных теорий фотокатализа. Кроме того, критически обсуждаются современные проблемы и перспективы фотокатализаторов на основе гетеропереходов S-схемы.