化学通报

作者：慈成刚,周霞,覃再鑫,黄茜茜,陈银会,付雪燕

关键词：多钨酸纳米团簇,水劈裂,H2产生,反应机理,含时密度泛函理论,

基金：贵州省科技厅项目(黔科合基础[2020]1Y050)、黔南民族师范学院项目(qnsyk201601)和大学生创新创业项目(20195201785)资助

本文采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TDDFT)方法对多钨酸纳米团簇[XW12O40]n- (X = P, Si, Ge, B)的紫外-可见光谱和电子跃迁机理进行了模拟，并对其光催化劈裂水产氢气机理进行了计算。计算结果显示实验观测到紫外-可见吸收峰均来自配体到金属的电荷转移跃迁(LMCT)，即电子由氧原子p轨道跃迁到金属钨的d轨道。因单电子还原(OER)中间体激发后总能量超过实验阈值(λ > 300 nm)，催化剂通过能量弛豫回到基态成为有利途径。接下来的双电子还原(TER)和氢气产生均存在热力学有利的放热反应，且质子化在这些过程中扮演了重要角色。多钨酸纳米团簇在整个催化循环中扮演了光敏剂、催化剂、电子给体和受体的角色。

来源：2022年第1期

《化学通报》期刊编辑部

查看化学通报杂志2022年第1期