Photokatalysatoren haben sich als vielversprechender Ansatz zur Behandlung von kontaminiertem Wasser herausgestellt, insbesondere zur Entfernung von Farbstoffen und Rückständen von Arzneimitteln, die Risiken für die menschliche Gesundheit darstellen. Darüber hinaus können sie zur Erzeugung chemischer Brennstoffe wie H2 und Oxidationsmitteln wie H2O2 eingesetzt werden, die als nachhaltige Energieträger vorgeschlagen wurden, um die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern. Der erste Teil dieser kurzen Überprüfung bietet einen detaillierten Überblick über die grundlegenden Konzepte der Photokatalyse, einschließlich Reaktionswege und berichtete Mechanismen. Der zweite Teil untersucht die wichtigsten Entwurfsstrategien zur Verbesserung der photokatalytischen Leistung, einschließlich Morphologiekontrolle und struktureller Modifikation. Dann hebt der dritte Abschnitt die Vorteile der theoretischen Modellierung hervor, einschließlich Berechnungen aus ersten Prinzipien und molekularen Simulationen. Das Dokument gipfelt in einem Abschnitt über Herausforderungen und zukünftige Perspektiven, der wichtige Themen in der Entwicklung von Photokatalysatoren wie die Synthese im großen Maßstab, Materialstabilität und Wiederverwendbarkeit hervorhebt. Diese kurze Überprüfung soll jungen Forschern ein präzises Verständnis der effektivsten Strategien zur Verbesserung der photokatalytischen Leistung sowie der Mechanismen, die Morphologie und strukturelle Parameter beeinflussen, bieten. Diese Arbeit präsentiert ein integriertes Rahmenwerk, das Synthesestrategien, Partikelwachstumsmechanismen, multidimensionale Nanostrukturen, in situ- und operando-Charakterisierung sowie rechnerische Modellierung verknüpft, um das rationale Design von Photokatalysatoren der nächsten Generation zu unterstützen.
Pech-Rodríguez et al. (Di,) untersuchten diese Frage.