光催化劑晶面間電荷分離研究獲進展—新聞—科學網

2020-12-06 科學網
中科院大連化物所
光催化劑晶面間電荷分離研究獲進展

 

本報訊(記者劉萬生 通訊員李仁貴、慕林超)近日,中科院大連化物所催化基礎國家重點實驗室、潔淨能源國家實驗室(籌)李燦、慕林超、李仁貴等帶領團隊,在太陽能光催化的光生電荷分離研究中取得進展,相關結果發表在《能源與環境科學》期刊。

光生電荷分離是太陽能光催化研究的關鍵問題之一。該團隊長期致力於太陽能光催化轉化中的光生電荷分離研究,相繼在國際上提出「異相結」和「晶面間電荷分離」促進光生電荷分離的策略。

該團隊以立方相的SrTiO3作為模型,可控合成了單一晶面的六面體SrTiO3和暴露不等同晶面的十八面體SrTiO3。研究發現對於六面體單晶,無法實現晶面間光生電荷的分離,而調變至十八面體時,光生電子和空穴則分別有效地分離至不同晶面上,實現了光生電荷的空間分離。而將氧化和還原助催化劑選擇性地生長在不同晶面上,不僅實現光生電荷在不同晶面間的分離,而且使氧化和還原反應位在空間上隔離,促進光催化分解水制氫活性提升5倍以上。該工作發展了晶面間光生電荷分離理論,為實現高效光催化分解水提供了新策略。

《中國科學報》 (2016-07-06 第4版 綜合)

相關焦點

  • 高對稱性光催化劑晶面間電荷分離研究獲進展
    大連化物所高對稱性光催化劑晶面間電荷分離研究取得進展 近日,中國科學院大連化學物理研究所催化基礎國家重點實驗室、潔淨能源國家實驗室(籌)李燦團隊(慕林超、李仁貴、李燦等)在太陽能光催化的光生電荷分離研究中取得進展,相關結果發表在國際能源和環境科學期刊Energy & Environmental Science上。
  • 高對稱性光催化劑晶面間電荷分離研究取得進展—新聞—科學網
    記者劉萬生 通訊員李仁貴、慕林超  6月28日,中科院大連化物所催化基礎國家重點實驗室、潔淨能源國家實驗室(籌)李燦院士、慕林超、李仁貴等帶領團隊,在太陽能光催化的光生電荷分離研究中取得進展
  • 高活性析氫催化劑設計獲進展—新聞—科學網
    中國科學院上海矽酸鹽研究所研究員劉建軍團隊和新加坡南洋理工大學教授範紅金團隊合作研究,在二維硫屬化合物二硫化鉬(MoS2)面內催化結構設計方面獲重要進展
  • 鈣鈦礦結構調變影響光生電荷分離和傳輸性質—新聞—科學網
    ,發現全無機非鉛滷化物鈣鈦礦結構內部八面體畸變的消除明顯降低了電子—空穴對局域化,極大地增強了光生電荷的分離與傳輸,表現出優異的光電性質。 研究人員選用Cs3Bi2Br9這一類典型的無機滷化物鈣鈦礦半導體為研究對象,通過理論計算與實驗相結合,發現Cs3Bi2Br9中BiBr6八面體結構畸變使得激發的電子—空穴對強局域在鉍(Bi)中心,由此產生了極大的激子結合能,阻礙了光生電荷的分離與傳輸
  • 發現等離激元光催化劑電荷分離的偏振效應
    本報訊(記者劉萬生 通訊員高玉英)近日,中科院大連化學物理研究所李燦院士、範峰滔研究員團隊在表面等離激元光催化界面電荷分離研究上取得新進展,揭示了催化位點的電荷濃度與偏振角度的定量關係。相關研究成果發表在《德國應用化學》上。
  • 大連化物所發現等離激元光催化劑電荷分離的偏振效應
    近日,中國科學院院士、中科院大連化學物理研究所催化基礎國家重點實驗室研究員李燦,研究員範峰滔團隊在表面等離激元光催化界面電荷分離研究中取得新進展,揭示催化位點的電荷濃度與偏振角度的定量關係。金屬納米顆粒表面等離激元具有獨特的光學性質,如特定波段光吸收、光場局域效應等,在分析科學、納米材料、光電子學特別是太陽燃料合成領域受到關注。
  • 科學家揭示極性誘導的空間電荷分離促進光催化全分解水
    除了晶體形貌和晶面可以被用來調控光生電荷分離外,對於大多數半導體材料來說,表面極性特徵是一個極為普遍和常見的材料本徵性質,然而,對於半導體材料本徵極性的理性設計與調控及其對光生電荷分離的影響仍然不清楚。
  • 【研究亮點】半導體激子效應研究取得新進展
    近日,iChEM副首席科學家、中國科學技術大學謝毅教授團隊在半導體光催化劑激子效應的研究中取得了新進展。研究人員報導了結構限域效應在設計激子材料中的重要作用,並通過晶面工程實現了材料的激子過程調控及其光催化性能優化。
  • 【中國科學報】中科院大連化物所將光催化劑活性提高兩個數量級
    大連化物所李燦院士領導的太陽能研究部日前利用半導體光催化劑的不同晶面之間電荷分離效應,設計組裝出一種可在光催化劑的不同暴露晶面上發揮作用的氧化還原雙助催化劑,成功地將光催化劑活性提高了兩個數量級以上,為理性設計合成高效光催化劑提供了策略。相關結果近日發表於《能源與環境科學》。
  • 一維自旋-電荷分離現象研究獲進展
    中國科學院精密測量科學與技術創新研究院研究員管習文、博士研究生何豐、研究員姜玉鑄與中科院院士、北京計算科學研究中心主任林海青,美國萊斯大學教授Randy Hulet和浦晗合作,通過量子可積系統理論,得到一維超冷費米氣體獨特的分數化準粒子和自旋-電荷分離現象的精確結果,並給出實驗驗證該一維多體物理現象的具體方案,在低維量子多體普適規律研究中取得進展。
  • 光催化劑孿晶工程
    材料科學中,孿晶(twin crystal)作為一種典型的面缺陷普遍存在於金屬或合金中,它是影響材料塑性和硬度等力學性能的重要因素。然而,當前人們對孿晶與材料物理化學性能的相關性研究卻鮮見報導。理論上,孿晶沿孿晶界具有對稱且高度有序的原子排列,這不僅可促進單晶光催化劑中光生載流子(電子-空穴對)的輸運,而且可形成內建電場進而加速光生載流子的有效分離。
  • 原子級分散乙炔選擇性加氫催化劑研究獲進展—新聞—科學網
    ,相關研究成果於《自然—通訊》(Nature Communications)在線發表。中科院金屬所瀋陽材料科學國家研究中心聯合研究部研究員劉洪陽告訴《中國科學報》:「如何選擇性將乙炔加氫到乙烯,而避免乙烯進一步氫化到乙烷,是這一反應急需要解決的主要問題。」 近年來,劉洪陽帶領團隊致力於新型納米碳材料負載金屬催化劑的研究。
  • 中科大研製出新型硫化物高效光催化劑
    記者10月21日從中國科學技術大學獲悉,近日,該校俞書宏院士團隊發展了一種膠體化學合成法,成功製備了一種新型四元硫化物單晶納米帶光催化劑,並表現出優異的光催化產氫性能。相關成果日前發表在《自然·通訊》上,為設計開發新型高效光催化劑提供了新途徑。
  • 中國科大研製出新型高效硫化物光催化劑
    ,該催化劑表現出優異的光催化產氫性能。相關成果日前發表在《自然-通訊》上,為設計開發新型高效光催化劑提供了新途徑。設計新型半導體納米材料以捕獲太陽能並實現高效光化學轉化,是解決全球能源與環境危機的理想途徑之一。銅基多元硫化物具有良好的可見光吸收性能,是一種重要的光催化劑材料。然而,低電導率和高光生載流子複合速率阻礙了其在光催化領域的應用,製備高效的銅基四元硫化物光催化劑面臨重要挑戰。
  • 《自然》:中國合成氣直接制烯烴研究獲重大突破—新聞—科學網
    《自然》:中國合成氣直接制烯烴研究獲重大突破 據悉,中科院上海高等研究院目前已與山西潞安集團等企業達成協議,擬在催化劑放大製備、反應器設計及工藝過程開發等方面共同合作,力爭儘快實現工業示範和產業化,促進我國煤化工的發展。 在能源化工領域,烯烴是一種基礎且非常重要的高附加值化工原料,合成纖維、合成橡膠、合成塑料、高級潤滑油、高碳醇、高密度噴氣燃料等很多產品都是以其為基礎原料。
  • 科學家研製出新型硫化物高效光催化劑
    近日,中國科學技術大學俞書宏院士團隊發展了一種膠體化學合成法,成功製備了一種新型四元硫化物單晶納米帶光催化劑,並表現出優異的光催化產氫性能。相關成果日前發表在《自然—通訊》上,為設計開發新型高效光催化劑提供了新途徑。
  • 高嶺土複合光催化劑的製備及最新研究進展
    2020年中國環境礦物材料創新發展大會暨第十四屆中國凹土高層論壇將於10月9-11日在江蘇盱眙舉辦,請關注微信公眾號「粉體技術網」  半導體光催化劑在實際應用中容易出現顆粒團聚、不易分離回收等問題。將光催化劑負載到載體上可以有效地避免團聚問題,同時能夠增強催化劑的光催化活性和穩定性。
  • 調控費託合成中CO解離作用機制獲進展—新聞—科學網
    、中科院院士張濤團隊在調控費託合成反應中一氧化碳(CO)解離的作用機制方面取得進展。研究發現,在還原過程中銅(Ru)納米顆粒(NPs)上形成的TiOx覆蓋層可直接參與C-O鍵的解離,從而顯著提高其在費託合成反應的活性。研究成果發表於《自然—通訊》。   費託合成反應可以將非石油資源(煤、天然氣、生物質等)經合成氣轉化為具有高附加值的燃料或化學品,為發展替代能源提供了一條技術路線。
  • 光催化分解硫化氫制氫研究獲進展
    光催化和光化學硫化氫分解制氫工藝的反應條件緩和,可利用廉價而豐富的太陽能,不僅可實現太陽能的轉化利用,而且可以降低生產成本,具有較高的研究價值和應用前景。 黑龍江省科學院石油化學研究院研究員白雪峰指導的課題組,在黑龍江省傑出青年科學基金和國家「863」項目的支持下,針對煉油廠和天然氣工業生產過程中存在的環境汙染和氫資源浪費等問題,就光催化和光化學分解硫化氫制氫催化劑設計與工藝進行了深入系統的研究。
  • 中科院上海光機所脈衝光抽運原子鐘研究獲新進展—新聞—科學網
    中國科學院上海光學精密機械研究所在王育竹院士開創的光抽運(POP)氣泡原子鐘研究基礎上,在POP原子鐘中長期頻率穩定度優化方面獲重要進展。