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能源研究院博士在材料科学领域顶级期刊Advanced Materials上发表最新科研成果

发布时间:2018-05-15|浏览次数:

  近日,我校能源研究院姜志锋博士在材料科学领域国际顶级期刊Advanced Materials (IF: 19.791)上在线发表论文“A Hierarchical Z-Scheme α-Fe2O3/g-C3N4 Hybrid for Enhanced Photocatalytic CO2 Reduction” (Advanced Materials, 2018, 30: 1706108)。该论文是江苏大学与香港中文大学和澳大利亚格里菲斯大学合作完成,江苏大学为该论文的第一完成单位,姜志锋博士为论文的第一作者,赵惠军教授和王保强教授为论文的共同通讯作者。

  石墨相氮化碳(g-C3N4)由于其廉价、易得的优点,广泛应用于光催化制氢以及降解污染物等领域,由于其光生载流子易于复合,限制了其光催化活性进一步提升。将g-C3N4与其它窄带隙半导体复合作为提升其光催化活性的策略之一,能拓宽光谱响应范围,通过有效的电荷转移进而抑制光生电子-空穴对的复合,其中构筑直接Z型g-C3N4基复合材料吸引了众多关注。窄带隙n型半导体三氧化二铁(α-Fe2O3),由于其廉价、热力学稳定和环境友好的特点,是一种潜在的可见光催化剂;然而,光生载流子寿命较短以及空穴的扩散长度短阻碍了其在光催化领域的广泛应用。将分级α-Fe2O3与其它材料复合是构建高效光催化剂的策略之一。由海胆状赤铁矿和氮化碳组成的分级直接Z型体系,其将CO2还原为CO的光催化活性得到增强。在无助催化剂和牺牲试剂的情况下,CO产生速率达到27.2 μmol·g-1·h-1,是g-C3N4的2.2倍。Z型复合材料的光催化活性增强归因于:(1) 海胆状赤铁矿的三维分级结构和更多碱性位点促进了CO2吸附;(2) 独特的Z型机理有效地促进电子-空穴对的分离,提高了g-C3N4导带中电子的还原性。

  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。(能源研究院)