Фотокаталитическая реакция NO+CO $\overset{h\nu}\to$ (CO$_2$)$_{\mathrm{ads}}$+1/2N$_2$, активируемая на ZnO/ZnO$_{1-x}$/O$^-$ при возбуждении экситонного резонанса

Использован экситонный канал фотоактивации ZnO для проведения экологически важной фотокаталитической реакции NO+CO $\overset{h\nu}\to$ (CO$_2$)$_{\mathrm{ads}}$+1/2N$_2$ $\uparrow$ на ZnO. При доставке энергии возбуждения к поверхности электрически нейтральным экситоном отсутствуют потери на рекомбинацию и на преодоление поверхностного потенциального барьера, которые являются основными при переносе фотогенерированных пар $e^-/h^+$. Для подавления излучательного распада экситона на поверхности ZnO создана квантово-размерная 2D-структура ZnO/ZnO$_{1-x}$/O$^-$ , в которой экситон распадается безызлучательно на пару долгоживущих локальных состояний электрона и дырки, на которых и проходят реакционные акты. Для окислительно-восстановительной реакции полученные квантовый выход $Y$ (количество актов на поглощенный квант) и эффективность $E$ (количество актов на падающий квант) при экситонном возбуждении на $\lambda$ = 382 nm в 5–7 раз больше, чем при возбуждении в области межзонного поглощения на $\lambda$ = 365 nm. Методами масс-спектрометрии и термодесорбционной спектроскопии исследованы начальные, промежуточные и конечные продукты фотокаталитической реакции, особенности влияния друг на друга молекул исходных газов NO и CO при взаимодействии их смеси с ZnO в темноте и при облучении на $\lambda$ = 382 nm.