浙師大在高效光催化還原二氧化碳催化劑設計與製備取得突破性進展

2020-12-05 騰訊網

近日，浙師大 「雙龍學者特聘教授」、 省「傑出青年基金」獲得者李正全教授課題組在新型高效光催化還原二氧化碳催化劑的設計與製備的研究上取得突破性進展，相關成果在材料化學頂級期刊Chemistry of Materials上發表。

Chemistry of Materials是美國化學會旗下的老牌旗艦期刊，主要刊登材料化學領域高水平的研究成果，屬於工程技術TOP一區期刊，在化學、能源、材料及相關領域中有著很高的學術影響力，最新影響因子為10.159。浙師大2017級研究生陳周杰為該文共同第一作者，王靳博士和李正全教授為論文通訊作者，浙師大為唯一通訊作者單位。

太陽能被認為是一種取之不盡、用之不竭的可再生清潔能源，隨著能源危機和溫室氣體（如二氧化碳等）效應的加劇，利用光催化技術將太陽能和二氧化碳轉化為高附加值的碳氫燃料等化學能源，成為了未來能源開發的重要研究方向。目前的光催化劑通常難以兼顧較強的可見光吸收和高效可調的催化位點等需求，因此設計具有特定催化位點的可見光催化劑是光催化還原二氧化碳領域的一個研究熱點。

李正全、王靳課題組成員通過對CsPbBr3鈣鈦礦納米晶進行表面改性，從而使得CsPbBr3鈣鈦礦納米晶（光敏劑）能夠通過靜電作用力將金屬有機絡合物催化劑（催化位點）固定在其表面，獲得高效可調的催化劑實現光催化還原二氧化碳。

眾所周知，CsPbBr3鈣鈦礦納米晶是一種光電性質十分優異的半導體材料，是取代貴金屬光敏劑（如聯吡啶釕等）的理想選擇，然而其表面缺乏有效的催化位點；金屬有機絡合物Ni(tpy)由於具有可調的金屬催化中心和配體，是構築高效定向反應催化劑的理想選擇。在CsPbBr3鈣鈦礦的表面負載Ni(tpy)能夠提高鈣鈦礦中光生電子-空穴的分離效率，同時在CsPbBr3表面獲得高效的催化位點。所製備催化劑催化性質是純的CsPbBr3納米晶的26倍，展現出非常優異的可見光催化活性和穩定性。

近兩年，該課題組成員在能源光催化研究領域上取得了一系列進展，相關成果分別發表在Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 16447-16451（合作單位）；Chem. Mater. 2020, DOI: 10.1021/acs.chemmater.9b04582；Nanoscale, 2020, DOI: 10.1039/C9NR09321D；Chem. Eng. J. 2020, 384, 123354等材料、化學領域國際重要期刊上。王靳博士於2017年加盟浙師大，主要從事量子限域型納米能源複合材料的研究，目前以第一作者和通訊作者在Angew. Chem. Int. Ed.（1篇），J. Am. Chem. Soc.（2篇），Chem. Mater.（2篇）等頂級期刊發表論文12篇，論文被引用2000餘次。

該研究工作得到了國家自然科學基金委面上項目、青年項目、浙江省自然科學基金公益項目等項目資金的支持。相關測試表徵部分得到了中國科學技術大學胡陽光、柏彧博士，日本電器通訊大學Qing Shen教授，德勒斯登理工大學Nikolai Gaponik等的支持。

來源 浙江師範大學新聞網

論文連結：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.9b04582

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