南開大學(xué)研究團隊研制成功價廉物美的光催化劑

2024-06-02 19:07:29 大風(fēng)車考試網(wǎng)

南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院教授趙斌和電子信息與光學(xué)工程學(xué)院教授王衛(wèi)超聯(lián)合組成的研究團隊，近日成功研制一種同時具有光解水產(chǎn)氫和光降解有機物雙功能的新型高效光催化劑。該催化劑具有極高的熱穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性和催化效能，且可重復(fù)利用。這一成果對解決能源短缺、環(huán)境污染等全球問題具有重要應(yīng)用價值。介紹該項工作的論文日前在線發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》上。

光解水產(chǎn)氫和光降解有機物是目前解決能源短缺和環(huán)境污染的有效途徑之一，但核心難題在于如何設(shè)計高效、廉價、穩(wěn)定的光催化劑。傳統(tǒng)的光催化劑主要是貴金屬和異質(zhì)結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體材料，由于貴金屬的自然儲量有限、價格高昂，異質(zhì)結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制備成本高，嚴重阻礙了其在解決環(huán)境和能源問題上的應(yīng)用。

趙斌與王衛(wèi)超帶領(lǐng)研究組研制出的MOF-1，利用二價Cu離子和原位產(chǎn)生的一價Cu離子與設(shè)計的新配體組裝成三維多孔MOFs材料，避免使用貴重而且儲量有限的貴金屬元素。該材料具有良好的熱穩(wěn)定性和溶劑穩(wěn)定性，能夠高效地利用太陽能。研究人員通過計算預(yù)測出MOF-1將同時具有光解水產(chǎn)氫和光降解有機物的雙重功能，并在實驗中得到證實。此外，研究人員重復(fù)性實驗驗證了MOF-1的可重復(fù)利用性，這對降低污染物治理成本至關(guān)重要。

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