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李华明教授和许晖教授课题组在Applied Catalysis B: Environmental上发表最新科研成果
太阳成集团:2018-11-01 | 浏览次数: 次

  近日,李华明教授和许晖教授课题组在国际环境科学领域的权威期刊Applied Catalysis B: Environmental (IF=11.698,一区)上在线发表论文 “Construction of MnO2/Monolayer g-C3N4 with Mn vacancies for Z-scheme overall water splitting” (Applied Catalysis B: Environmental, 2019, 241, 452-460)。澳门太阳集团官方网站为该论文的第一完成单位,博士生莫曌为论文的第一编辑,许晖教授和李华明教授为论文的共同通讯编辑。
  通过太阳光驱动水分解的“人工光合作用”是实现太阳能转化生产清洁可再生氢能的理想方法,同时也是解决未来能源与环境危机的理想途径之一。然而,目前单一的光催化剂在不使用牺牲剂的条件下很难实现光催化全解水,其效率也远远达不到实际应用的需求。针对单一光催化剂存在的上述问题,提出通过设计构建Z型体系分离光生电子和空穴对,从而实现高效的全解水。运用缺陷工程技术设计合成了富Mn3+缺陷型MnO2/2D-C3N4体系,其中2D-C3N4和MnO2分别作为产氢和产氧催化剂,Mn3+缺陷作为连通产氢和产氧端的电子传输媒介。Mn3+缺陷有助于H2O的吸附,并通过引入Mn3+/Mn4+氧化还原对来形成Z型电子传输通道,进而优化光催化反应过程中的界面电荷分离与迁移。因此,复合物表现出优异且稳定的产氢和产氧速率(60.6和28.9 μmol g-1 h-1)。同时,对于产氢半反应,其产氢速率达到了28.0 mmol g-1 h-1,且在420 nm处的量子效率达到了23.33%。

  该研究在国家自然科学基金、中国博士后科学基金、江苏省自然科学基金、江苏高校优势学科建设工程项目、镇江市高科技重点实验室平台资助下完成。

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