2024年05月17日
星期五
安徽大学材料科学与工程学院袁玉鹏教授团队在光催化材料研究方面取得系列进展，先后在材料学科权威期刊发表7篇论文。
在激发态电荷驰豫动力学研究方面，团队与安徽师范大学陆洲教授、南京工业大学殷丽莎副教授等合作，利用飞秒瞬态吸收光谱技术，厘清了氮化碳/碳平面异质结（Small, 2023, 19, 2207173；第一作者为硕士生张紫烨）、氮化碳/COFs范德华异质界面（Small, 2023, 19, 2301017；第一作者为博士生祝亮）和氮化碳/Pt化学键联肖特基结（Small, 2023, 2308408；第一作者为博士生杨小楠）等几种异质界面对氮化碳材料中激发态电荷的调控作用，揭示出长寿命浅捕获态是提升氮化碳材料中光生电荷利用效率的主导因素。
图1：构筑范德华异质结提升光生电子利用效率
在揭示氮化碳材料中孤对电子跃迁（n-π*）物理机制方面，团队与中国科学院金属研究所刘岗研究员、合肥工业大学李中军教授等合作，从晶格共振的角度揭示了氮化碳材料中垂直于七嗪结构单元的振动模式能够扭曲平面七嗪结构单元，破坏其结构对称性，使n-π*由跃迁禁阻变成跃迁允许；此外，该振动模式能量大于氮化碳材料层间范德华结合能，有利于其剥离成二维层状材料（Adv. Funct. Mater., DOI: 10.1002/adfm. 202311803；第一作者为江道传博士）。基于上述研究结果，利用n-π*电子跃迁延长氮化碳材料中浅捕获态电荷寿命，提升了氮化碳材料的光催化制氢性能（Appl. Catal. B: Environ., 2024, 342, 123453；第一作者硕士生为陈妍）。
图2：晶格振动扭曲七嗪结构单元激活n-π*电子跃迁
在光催化材料应用方面，团队利用W18O49材料的光热-光催化双功能性，通过2-3层石墨烯包覆策略，稳定W18O49材料中氧空位及分离光生电荷，实现了W18O49材料光热水蒸发过程中VOCs的同步去除，得到符合国家饮用水标准的纯净水, （Nano Lett., DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c04166；第一作者为任立腾博士）。
此外，团队杜海威博士和江道传博士等人设计并制备了FeCoNiAlMo高熵合金，并开展其电化学制氢反应，实现了苯甲醇高效电氧化辅助水解制氢性能（Adv. Funct. Mater., 2023, 2311611；第一作者为硕士生王妍）。
新闻链接：http://www.ahu.edu.cn/2024/0105/c15059a328159/page.htm
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