張金龍教授課題組在光催化領(lǐng)域取得新進(jìn)展
時(shí)間：2021-04-06 10:48:29學(xué)院：化學(xué)與分子工程學(xué)院學(xué)校：華東理工大學(xué)
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我院張金龍教授課題組成功將“低溫真空活化”技術(shù)應(yīng)用于制備一系列高活性光催化劑，并在光解水制氫等領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展。制備的棕色光催化劑成功打破了太陽(yáng)光照射下光解水制氫的量子產(chǎn)率記錄，該項(xiàng)工作被知名期刊“Small（2015, DOI: 10.1002/smll.201403056）”作為“frontispiece”（扉頁(yè)）文章發(fā)表。此外，“真空活化”技術(shù)還被成功應(yīng)用于制備高活性石墨烯改性TiO2光催化劑，相關(guān)研究成果被連續(xù)發(fā)表在Nature雜志社旗下刊物“Scientific Reports（2015，5，8591）”上。該系列工作由我院青年教師邢明陽(yáng)博士在張金龍教授的指導(dǎo)下完成。
自2011年，張金龍教授課題組首次報(bào)道“低溫真空活化法”制備高活性TiO2光催化劑以來(lái)（Chem. Commun., 2011, 47, 4947），該方法在光催化領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。低溫真空活化法具有能耗低，操作簡(jiǎn)單，可放大等優(yōu)點(diǎn)，非常適合對(duì)TiO2等傳統(tǒng)半導(dǎo)體進(jìn)行還原改性。自2012年美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的陳小波博士等人在頂級(jí)期刊《科學(xué)》上報(bào)道黑色催化劑光解水制氫的工作以來(lái)，TiO2基光催化劑的太陽(yáng)光產(chǎn)氫量子產(chǎn)率（Φ=35%）一直很難有新的突破。張金龍課題組將真空活化法應(yīng)用于氟摻雜改性TiO2的制備，成功制得了棕色光催化劑，首次使F的摻雜量提高到8%以上，且其太陽(yáng)光下光解水制氫的效率達(dá)到了Φ=46%，成功打破了黑色催化劑的產(chǎn)氫記錄。
此外，研究人員還采用低溫真空活化法一步制備了Ti3+摻雜TiO2復(fù)合石墨烯納米片光催化劑，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)大片石墨烯的微觀剪切，還窄化了TiO2的禁帶寬度。制備的復(fù)合光催化劑既具有高的光催化降解有機(jī)污染物的能力，又同時(shí)具有高的光解水制氫性能。
近年來(lái)，張金龍教授課題組在TiO2光催化體系以及有機(jī)-無(wú)機(jī)功能材料的設(shè)計(jì)與制備等領(lǐng)域取得了一系列的研究成果，相關(guān)成果已發(fā)表在Chem. Rev.; J. Am. Chem. Soc. (3篇); Sci. Rep. (3篇); Energy Environ. Sci.; ACS Nano; Small; Nanoscale; Chem. Commun.; J. Catal.; Ind. Eng. Chem. Res.等國(guó)際知名期刊上，引用次數(shù)達(dá)7000余次。
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