同質異構氧化鉍於溶液中之結晶機制探討及其光催化應用

本研究計畫為108年度專題計畫（計劃名稱「同質接面複合氧化鉍之合成與光催化特性研究」，MOST 108-2221-E-006-136）的延續，目前已初步建立化學沈澱法之製程參數與氧化鉍生成相的關係，未來二年將針對氧化鉍晶體之形貌調整以及同質接面的接觸情形與晶相比例進行製程調控。本期計畫的研究重點將分為基礎研究以及應用開發兩個面向同步進行。在基礎研究方面，我們將針對製程中所發生的相轉換行為，以in-situ與ex-situ方式分析過程中氧化鉍晶體結構的變化，透過國際合作進行深入晶體結構解析，以分析氧化鉍在溶液中之結晶動力學反應，並從中了解影響各相氧化鉍的生成關鍵因素，進而達到控制相組成的方法。除此之外，我們也將引入分子動力學模擬軟體Biovia Material Lab，從晶體結構參數進行能帶結構、晶體形貌、化學反應的模擬計算，期待能結合理論的計算與實驗結果，綜合性討論晶體的形貌、晶格參數、元素組成等因素，對於氧化鉍光催化反應的影響，以作為後續製成同質接面氧化鉍光催化劑的參考依據。在應用開發方面，我們將從實驗參數的控制，調整氧化鉍產物的形貌、分佈以及相組成等性質，從實驗與理論計算結果，獲得異相氧化鉍間的能帶排列情形，從電化學反應分析同質接面的介面電子傳輸阻抗以及電子-電洞分離效率，取得具最佳光催化效率之氧化鉍同質接面複合材料的條件，並評估其於光激發光解水產氫的可行性。