未來網高校頻道6月17日訊(記者 楊子健 通訊員 牛煥雙)6月12日,國際化學領域頂尖期刊《美國化學會志》(Journal of the American Chemical Society)在線發表首都師範大學作為第一單位完成的高水平研究成果《氧缺位增強Bi5O7Br納米結構在可見光碟機動下的固氮性能》(Visible Light-Driven Nitrogen Fixation Catalyzed byBi5O7Br Nanostructures: Enhanced Performance by Oxygen Vacancies)。化學系碩士生李沛珅為第一作者,初等教育學院王強教授為第一通訊作者,加州大學聖克魯茲分校陳少偉教授、北京大學劉文研究員、中國科技大學熊宇傑教授為共同通訊作者。
本研究通過簡單易行的方法合成了一系列Bi5O7Br納米結構,對低溫熱處理工藝及其光催化固氮活性進行了評價和比較,光譜測試表明,40℃下製備的管狀Bi5O7Br樣品(Bi5O7Br-40)具有最高的電子轉移速率,在可見光照射下產生大量的O2-自由基和氧空位,在30分鐘的光照下達到12.72mM?g-1?h-1的光催化固氮速率,並用同步輻射光源對反應動力學進行了原位紅外測量,分析了暗處和光照下信號的瞬態差異,通過密度泛函理論計算,進一步證實了固氮反應的機理,通過建立富氧模型和缺氧模型,對固氮反應能進行了定量估算和比較,其中氧空位濃度的變化對固氮性能起著至關重要的作用。研究結果表明,具有豐富氧空位的Bi5O7Br可以作為高性能的光催化劑用於固氮。
《美國化學會志》(Journal of the American Chemical Society)一區,IF=14.695(2018),由美國化學協會創辦於1879年,至今已經有140多年歷史,是美國化學學會的旗艦刊物,在業界有極高的聲譽。該項研究受到國家自然科學基金(面上)、首都師範大學科技創新服務能力建設等項目的資助。
該校初等教育學院在優先發展小學教師教育的同時,鼓勵廣大教師在其專業領域深耕,以保證處於學科前沿;化學系高度重視院系間的合作,為相關領域師生提供學科和硬體支持。李沛珅於2017年開始在學校攻讀材料工程專業研究生,從事納米材料的合成及其對水中汙染物降解性能研究。在初教院和化學系的研究平臺支撐和老師們的共同指導下,曾於2019年以第一作者在《應用催化B:環境》(Applied Catalysis B: Environmental)(一區)發表文章,表明學校碩士生培養成效顯著。