Representación esquemática del proceso de formación de microesferas de TiO2 jerárquicamente mesoporosas con pared de poro de tipo monocristalino a través de un ensamblaje orientado impulsado por evaporación (a). Imagen SEM de un único ultramicrotomed, microesferas de TiO2 jerárquicamente mesoporosas orientadas radialmente (b). Recuadro:Modelos de estructura para los canales orientados radialmente con poros entre canales. Imagen TEM de un solo ultramicrotomo, microesferas de TiO2 jerárquicamente mesoporosas (c). Recuadro:El patrón SAED tomado de la región de haces de poros cilíndricos con incidencia [010]. Crédito:Science China Press
Desde el primer descubrimiento de la división del agua fotocatalítica en un TiO 2 electrodo bajo luz ultravioleta (UV), TiO 2 Los materiales se han investigado ampliamente en las últimas décadas debido a sus propiedades únicas, como la no toxicidad, abundancia, fácil disponibilidad, y estabilidad. Por el momento, TiO 2 Los materiales presentan un gran potencial en las aplicaciones de las áreas convencionales (por ejemplo, pigmento, cosmético, y pasta de dientes) a las últimas áreas desarrolladas, incluida la catálisis, almacenamiento y conversión de energía, biomedicina, remediación ambiental y así sucesivamente. Más allá de toda duda, TiO 2 los materiales hacen nuevos candidatos para superar la energía, medio ambiente, y los desafíos de salud que enfrenta la humanidad en la actualidad.
Recientemente, varios TiO 2 Se han fabricado y aplicado nanomateriales con diferentes estructuras en diferentes áreas y revelan excelentes rendimientos. Entre ellos, TiO mesoporoso 2 materiales especialmente con estructuras jerárquicamente mesoporosas, han recibido un interés creciente debido a sus características atractivas, como áreas de gran superficie, grandes volúmenes de poros, estructuras de poros sintonizables, y efectos nanoconfinados. Esas características permiten el alto rendimiento de TiO jerárquicamente mesoporoso 2 materiales en muchas áreas. La gran superficie puede proporcionar abundantes sitios activos para procesos relacionados con la superficie o la interfaz, como la adsorción y la catálisis. El gran volumen de poros ha mostrado un gran potencial en la carga de especies huésped y la acomodación de cambios estructurales. Y la estructura porosa puede facilitar la difusión de reactivos y productos, que es beneficioso para la cinética de reacción.
En una nueva revisión publicada en Revista Nacional de Ciencias , científicos del Departamento de Química de la Universidad de Fudan, Porcelana, Presentar los últimos avances en la síntesis de TiO jerárquicamente mesoporoso 2 materiales para aplicaciones energéticas y medioambientales. Coautores Wei Zhang, Yong Tian, Haili él, Li Xu, Wei Li, y Dongyuan Zhao resumen las estrategias sintéticas generales (sin plantilla, plantilla suave, y rutas de plantilla dura y de plantilla múltiple) para TiO jerárquicamente mesoporoso 2 materiales en primer lugar.
Después, revisan las morfologías representativas de TiO jerárquicamente mesoporoso 2 materiales (nanofibras, nanohojas, micropartículas, Película (s, esferas estructuras núcleo-caparazón, y arquitecturas multinivel), mientras tanto, los correspondientes mecanismos sintéticos y los factores clave para la síntesis controlable de TiO jerárquicamente mesoporoso 2 Se destacan materiales con diferentes arquitecturas. Es más, discuten las aplicaciones del TiO jerárquicamente mesoporoso 2 materiales en términos de almacenamiento de energía y protección del medio ambiente, incluida la degradación fotocatalítica de contaminantes, generación de combustible fotocatalítico, división de agua fotoelectroquímica, catálisis química, baterías de iones de litio y baterías de iones de sodio. Finalmente, los autores describen los desafíos y las direcciones futuras de la investigación y el desarrollo en esta área.
