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姜志锋博士在Applied Catalysis B: Environmental上发表研究论文
发布日期:2017-6-6   浏览次数:358次

  近日,我院姜志锋博士与香港中文大学研究人员共同完成的成果“Carbon nitride coupled with CdS-TiO2 nanodots as 2D/0D ternary composite with enhanced photocatalytic H2 evolution: A novel efficient three-level electron transfer process”(Applied Catalysis B: Environmental, 2017, 210, 194-204, IF=8.328, 一区),发表在国际环境催化领域的权威期刊Applied Catalysis B: Environmental上。

  由于多相光催化反应的良好经济效应,其已经被作为环境治理和清洁能源再生的一个重要手段。宽带隙半导体锐钛矿型二氧化钛,由于其化学稳定性高和环境友好已经在催化、传感、产氢、光学和光电学等领域引起了广泛关注。然而,二氧化钛(禁带宽度:3.0-3.2eV)需要被紫外光激发,因此在光催化反应中只有太阳光的小部分紫外光得以被利用。除此之外,光生载流子中电子和空穴的大量复合也导致了二氧化钛的整体光催化效率偏低,这些都严重制约着二氧化钛的实际应用。通过把二氧化钛和其他具有匹配价态和导态的窄隙半导体耦合不仅能赋予二氧化钛复合材料可见光吸收性能而且能有效地提升电子-空穴分离效率,从而提高光量子使用效率。与单一TiO2相比,TiO2与一定量的CdS复合可以提升其可见光催化活性,这是由于CdS可以通过能带调节从而提高TiO2对可见光的响应,加速电子迁移速率,减少光生载流子的复合几率。然而,具有较高表面能的TiO2和CdS纳米粒子容易团聚以减小表面能,导致其光催化活性显著降低。为了解决团聚问题继而增强光催化活性,纳米粒子通常被负载在一些诸如石墨烯、SiO2和g-C3N4等载体表面。这些载体之中,g-C3N4是一种具备可见光吸收及高还原能力的聚合物半导体。由于其热稳定性高、电子结构合适以及制备成本低等优点,通常被用作环境净化材料。它不仅能很好地分散纳米颗粒,而且能有效地提高可见光吸收性能并很好地分离光生电子-空穴。文章通过溶剂热法合成了一种新型三级电子传输复合材料,其展示出良好的可见光产氢活性、量子效率以及高光化学稳定性能。

  该研究工作获得国家自然科学基金、香江学者计划等的资助。

图片说明:三级电子传输体系示意图

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