Trendbericht Physikalische Chemie

Wie effizient photokatalytische Wasserstofferzeugung abläuft, hängt von Elektronen- und Lochtransferprozessen ab. Diese lassen sich besonders gut an Halbleiternanokristallen untersuchen. Cadmiumchalkogenide liefern die Modellsysteme.

Aufgrund ihrer größenabhängigen elektronischen und optischen Eigenschaften werden seit ein paar Jahren Halbleiternanostrukturen als lichtabsorbierendes Medium in der Photokatalyse diskutiert. Zu den Halbleiternanostrukturen zählen Nanoplättchen, Nanostäbchen und Quantenpunkte mit mindestens einer Dimension unterhalb des Bohrschen Exzitonenradius; das ist der Radius, der den mittleren Abstand von Elektron und Loch in einem gebundenen Elektron-Loch-Paar im Festkörper angibt.

Insbesondere Nanopartikel aus Cadmiumchalkogeniden sind Modellsysteme, an denen sich die Einflüsse von Struktur und Umgebung auf lichtinduzierte Prozesse untersuchen lassen.¹⁾ Cd-Chalkogenide absorbieren Licht im sichtbaren Spektralbereich. Die Bandlücken lassen sich über Größe und Form der Partikel einstellen und die Lagen von Valenz- und Leitungsband auf die zu treibende Reaktion abstimmen.

CdS-Nanopartikel können sowohl Wasserreduktion als auch -ox

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