化工儀器網(wǎng)首頁(yè)>資訊中心>項(xiàng)目成果>正文

新型分子納米光催化劑實(shí)現(xiàn)高效率準(zhǔn)均相光催化分解水制氫
2024年12月21日 13:54:03 來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點(diǎn)擊量：4840

中國(guó)科學(xué)院院士、華東理工大學(xué)教授朱為宏與華東理工大學(xué)特聘研究員張維偉團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出了基于供體-受體結(jié)構(gòu)的分子納米光催化劑實(shí)現(xiàn)高效率準(zhǔn)均相光催化分解水制氫的方法

　　太陽(yáng)光催化分解水制氫作為一種清潔能源技術(shù)，對(duì)解決能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題具有重要意義。然而，傳統(tǒng)的有機(jī)光催化劑大多基于聚合物半導(dǎo)體材料，存在嚴(yán)重的光捕獲和激子復(fù)合損失問(wèn)題，限制了光催化制氫效率的提升。
 
　　近日，中國(guó)科學(xué)院院士、華東理工大學(xué)教授朱為宏與華東理工大學(xué)特聘研究員張維偉團(tuán)隊(duì)針對(duì)這一瓶頸，創(chuàng)新性地提出了基于供體-受體結(jié)構(gòu)的分子納米光催化劑實(shí)現(xiàn)高效率準(zhǔn)均相光催化分解水制氫的方法，不僅適用于光催化制氫，也可擴(kuò)展應(yīng)用于其他光化學(xué)反應(yīng)工程。
 
　　該策略成功地將具有供體-受體(D-A)結(jié)構(gòu)的單組分小分子材料(4CzPN)由原始的微米級(jí)顆粒重塑為尺寸均一、形貌規(guī)整的納米有機(jī)光催化劑，粒徑約為60納米。由于表面活性劑的限域作用，該納米光催化劑可以在水相環(huán)境中均勻分散，形成準(zhǔn)均相納米光催化水溶液，其粒徑分布在至少30天內(nèi)保持穩(wěn)定。
 
　　與傳統(tǒng)的超聲分散異相催化劑相比，該準(zhǔn)均相光催化劑表現(xiàn)出光吸收性能、激子解離效率和水潤(rùn)濕性的同步提升。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，其光催化制氫速率提升了四個(gè)數(shù)量級(jí)，達(dá)到116.42 mmol g?¹h?¹，并且在365nm光照下的表觀(guān)量子效率(AQY)高達(dá)30.2%，位于目前單結(jié)有機(jī)光催化劑的前列。
 
　　研究團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新之處在于使用了雙表面活性劑限域策略，有效降低了納米光催化劑的表面曲率和靜電排斥作用，從而強(qiáng)化了膠束的形成并提高了光催化反應(yīng)的穩(wěn)定性。高分辨透射電子顯微鏡(HR-TEM)和理論計(jì)算進(jìn)一步表明，納米光催化劑外層包裹的離子性表面活性劑可以提高助催化劑的負(fù)載，并促進(jìn)光生激子的解離以及電荷的生成。
 
　　此外，為了解決納米光催化劑宏量制備的瓶頸問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)巧妙結(jié)合了兩種納米合成方法。他們將原料需求量少的攪拌納米沉淀法(SNP)應(yīng)用于光催化的條件篩選，將原料需求量大、具有流動(dòng)屬性的渦流強(qiáng)化瞬時(shí)納米沉淀法(FNP)應(yīng)用于光催化劑的規(guī)模化制備，從而實(shí)現(xiàn)了從批量篩選到宏量制備的知識(shí)轉(zhuǎn)移和跨越銜接，為納米有機(jī)光催化劑的研發(fā)和生產(chǎn)提供了可靠的技術(shù)路徑。
 
　　該研究不僅揭示了催化劑形貌和界面微環(huán)境的調(diào)控對(duì)于有機(jī)光催化劑分解水反應(yīng)過(guò)程的關(guān)鍵作用，而且所提出的方法不僅適用于光催化制氫，還可擴(kuò)展應(yīng)用于其他光化學(xué)反應(yīng)工程。這一研究成果為清潔能源技術(shù)的發(fā)展注入了新的活力，為解決能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題提供了有力支持。
 
　　相關(guān)研究成果Efficient Quasi-Homogenous Photocatalysis Enabled by Molecular Nanophotocatalysts with Donor-Acceptor Motif于近日在國(guó)際期刊《先進(jìn)材料》(Advanced Materials)上發(fā)表。
 
　　參考來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)

 

關(guān)鍵詞

相關(guān)閱讀 Related Reading

查看更多+

  • 中國(guó)科大實(shí)現(xiàn)毫秒同步輻射X射線(xiàn)全譜“單次采集”

    這一成果不僅展示了ED-XAFS技術(shù)在捕捉非平衡態(tài)結(jié)構(gòu)研究中的巨大潛力，也凸顯了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法在復(fù)雜體系解析中的重要作用。
    2025-01-30 10:53:57

  • 工信部公布2024年實(shí)數(shù)融合典型案例名單 包含數(shù)字化感知和檢測(cè)工具等

    此次公布的典型案例涵蓋了數(shù)字領(lǐng)航企業(yè)實(shí)踐、數(shù)字化供應(yīng)鏈生態(tài)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)創(chuàng)新領(lǐng)航應(yīng)用、數(shù)字化轉(zhuǎn)型通用工具產(chǎn)品等四個(gè)方向。
    2025-01-30 10:48:25

  • 2024年度綠色制造名單公布

    2024年度新培育國(guó)家層面綠色工廠(chǎng)1382家、綠色工業(yè)園區(qū)123家、綠色供應(yīng)鏈管理企業(yè)126家。
    2025-01-24 09:13:19

  • 關(guān)于化工儀器網(wǎng)2025年春節(jié)放假的通知

    化工儀器網(wǎng)2025年春節(jié)放假時(shí)間為：2025年01月25日-2025年02月07日，共14天。2月8日（正月十一）正常上班。
    2025-01-24 08:36:09

  • 市場(chǎng)月報(bào) | 高校再次成為采購(gòu)主力 12月色譜儀中標(biāo)盤(pán)點(diǎn)

    據(jù)化工儀器網(wǎng)不完全統(tǒng)計(jì)，2024年12月中國(guó)政府采購(gòu)網(wǎng)上與色譜相關(guān)的詞條共380條，可統(tǒng)計(jì)到的色譜中標(biāo)269套，中標(biāo)金額為1508...
    2025-01-22 11:39:32

  • 安捷倫2024年新品大揭秘：4款創(chuàng)新性產(chǎn)品，科研界的福音

    安捷倫2024年發(fā)布多款令人矚目的儀器新品，為科學(xué)研究和技術(shù)應(yīng)用帶來(lái)了新的活力和可能性。
    2025-01-21 17:28:43

版權(quán)與免責(zé)聲明

  • ①凡本網(wǎng)注明“來(lái)源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來(lái)源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
  • ②本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來(lái)源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀(guān)點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類(lèi)作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來(lái)源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
  • ③如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問(wèn)題，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。