祝洪洋教授团队在光催化研究中取得突破性进展

发布时间:2021-09-10 作者:崔光亮 来源:科学技术处 供稿审核:王梁 浏览次数:1003

物理与电子工程学院祝洪洋教授与黑龙江大学王国风教授合作,在高性能光催化CO2光催化剂方面进行了深入研究并取得重要进展。近日,其研究成果在一系列顶级期刊发表,并被材料科学站、催化计等多个公共媒体推送。

相关成果包括:“Erbium Single Atom Composite Photocatalysts for Reduction of CO2 under Visible Light: CO2 Molecular Activation and 4f Levels As an Electron Transport Bridge”,该论文发表在国际材料学领域重要期刊《Small》(IF=13.281);“Dual Functions of CO2 Molecular Activation and 4f Levels as Electron Transport Bridge in Dysprosium Single Atom Composite Photocatalysts with Enhanced Visible-Light Photoactivities”,该论文发表在国际材料学领域重要期刊《Advanced Functional Materials》(IF=18.808);“Dual functions of CO2 molecular activation and 4f levels as electron transport bridge in erbium single atom composite photocatalysts therefore enhancing visible-light photoactivities”,该论文发表在国际材料学领域重要期刊《Journal of Materials Chemistry A》(IF=12.732);“Substitution of Pb with Mn2+/Nd3+ to improve the luminescence and thermal stability of Cs4PbBr6”,该论文发表在国际化学工程领域重要期刊《Chemical Engineering Journal》(IF=13.273)。

该研究结合稀土离子特殊的4f电子层结构和半导体异质结在光催化还原CO2中的优势,成功制备了稀土—半导体异质结高性能复合光催化剂。研究结果表明,稀土原子的4f能级起到了电子传输桥的作用,增加了电子的传输,调高了复合光催化剂的可见光催化性能。此外,稀土离子掺杂引起周围电子云密度的变化,能够更好的吸收CO2,起到活化中心的作用,与传统催化剂相比,稀土掺杂复合化合物的催化效率提高了5-7倍。该工作的一系列成果表明,通过对稀土单原子复合光催化剂的合理设计,可以调节带隙和光捕获能力、促进电荷分离、提高材料的可见光催化性。研究成果能够为稀土单原子复合光催化剂的设计提供很好的理论和实验指导,与碳中和国家重大战略相契合。

 


铒单原子复合光催化剂的构筑、可见光催化过程及光催化机理图。

                                               责任编辑:房霞  审核:谢成才