化学化工学院刘志勇课题组在太阳能光解水制氢研究方面取得新进展
发布人:化学化工学院  发布时间:2019-03-28   浏览次数:13

近日,化学化工学院刘志勇课题组连续在《Chemical Engineering Journal》(CEJ)杂志的第359360期上发表了两篇有关光催化分解水制氢的文章。CEJ是工程类1TOP期刊,影响因子(IF)为6.735

359期文章题为Eective protect of oxygen vacancies in carbon layer coated black TiO2-x/CNNS hetero-junction photocatalyst(DOI: 10.1016/j.cej.2018.11.117),报道了一种基于碳层保护的TiO2-x/CNNS异质结光催化剂。他们以三聚氰胺为前驱体,使用热缩聚、氧化热刻蚀和超声剥离的方法成功制备了CNNS。又以钛酸四丁酯为前躯体,醇解得到T/CNNS异质结。最后通过化学还原、自聚合和碳化等方法得到了C@BT/CNNS光催化剂。该催化剂在模拟太阳光条件下,光催化产氢速率达到了1830.93μmol h -1g-1。该研究提出的新型设计策略——碳层保护效应,为纳米级氧化防护技术的进一步发展提供了新思路。该论文通讯作者为刘志勇教授和吴建宁副教授,硕士研究生刘畅和武鹏程为共同一作。

 

  

                 图1:基于碳层保护的TiO2-x/CNNS异质结光催化机理

  

360期文章题为Synthesis of hollow core-shell CdS@TiO2/Ni2P photocatalyst for enhancing hydrogen evolution and degradation of MB(DOI: doi.org/10.1016/j.cej.2018.11.211),报道了一种空心结构的CdS@TiO2/Ni2P高效光催化剂。他们以SiO2为模版,将CdSTiO2分别包覆在其表面,刻蚀后,得到了空心核壳结构的CdS@TiO2。最后,通过高温煅烧磷化的方法负载了5%wtNi2P作为助催化剂。通过分别在可见光和模拟太阳光下光催化产氢的性能和机理的研究,表明电子向壳层传输集中在外表面的Ni2P,因此可以作为产氢位点。而空穴传输向核层CdS的内表面并与牺牲剂反应,从而消耗掉空穴。该研究提出的新型设计策略——氧化和还原过程在空间上的分离,为提升光解水产氢效率提供了新思路。刘志勇教授为该论文的通讯作者,博士研究生吴可量为第一作者。

  

 


  

                图2:空心核壳结构的CdS@TiO2/Ni2P及其作用机理

该研究顺应当前国家对新能源产业的重大战略需求,对于太阳能、风能等新型能源研究中存在的能源转化效率低、能源存储难等瓶颈性问题具有重要现实意义

  

                                               撰稿人:武鹏程