新型光催化材料设计制备突破瓶颈

2022-08-26 13:25:56 0 双良环境
新型光催化材料设计制备突破瓶颈

  金属单原子催化剂,是近年来经济迅速进行发展结合起来的新型催化剂。

  与传统的金属催化剂相比,金属单原子催化剂中的原子以单一形式被固载在载体上,可以充分参与反应,实现催化反应中反应活性中心的最大化,利用率接近100% ,理论上可以同时提高催化活性,降低成本。但由于其表面能高、易团聚、稳定性差、寿命短、合成及催化反应成本高,阻碍了其实际应用。

  “起光催化作用的二氧化钛,是钛和氧规则排列的晶体。我们通过独特的合成工艺在其中产生大量的钛空位。刘青菊向记者解释说,有了这些钛空位,你可以让铜离子帮助“填补这个位置”。

  “研究的核心,正是我们通过对钛基有机整体框架结构材料MIL-125中钛空位的设计和可控合成,研制出一种具有大比表面积和丰富钛空位的二氧化钛进行纳米复合材料,以此为基础载体锚定过渡使用金属铜单原子,使铜与二氧化钛形成了学生牢固的‘铜-氧-钛’键。”柳清菊介绍,在光催化制氢反应发展过程中,一价阳离子铜和二价阳离子铜的可逆信息变化,大大促进了光生“电子-空穴”的分离和传输,大幅增加提高了光生电子的利用率,使产氢量子技术效率可以获得企业突破,达到56%。这项工作突破自己获得了一些欧洲社会科学院院士、伦敦科技大学教育学院光催化和材料分析化学教师终身学习教授唐军旺团队的验证。

  柳清菊教授向记者透露,论文发表过程中还有个小插曲,“投稿之后送审,其中有评审专家觉得我们量子效率有那么高,太不可思议。然后我们就提供原始检测数据,以及产氢的实景视频,打消了评审人的疑惑。”

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