近日,化學(xué)化工學(xué)院王國(guó)宏教授課題組在光催化分解水制氫領(lǐng)域再獲重要研究進(jìn)展,研究成果以“Electrostatic self-assembly combined with microwave hydrothermal strategy: construction of 1D/1D carbon nanofibers/crystalline g-C3N4 heterojunction for boosting photocatalytic hydrogen production”(靜電自組裝結(jié)合微波水熱策略構(gòu)筑1D/1D碳纖維/晶化氮化碳異質(zhì)結(jié)及增強(qiáng)的光催化制氫性能)”為題發(fā)表于國(guó)際著名期刊《納米能源》(Nano Energy, 2022, 99, 107432)。Nano Energy是愛思唯爾出版社旗下頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊(影響因子17.881),在化學(xué)、能源、材料領(lǐng)域具有重要影響力。
化學(xué)化工學(xué)院2019級(jí)碩士研究生林風(fēng)同學(xué)為本論文第一作者,王國(guó)宏教授為第一通訊作者,王娟博士、1906本科生高藤榞同學(xué)參與了部分工作,湖北師范大學(xué)為第一完成單位。該項(xiàng)研究工作獲得國(guó)家自然科學(xué)基金委資助,與深圳技術(shù)大學(xué),美國(guó)佐治亞理工大學(xué)合作共同完成。
隨著工業(yè)化的快速發(fā)展,全球能源消耗急劇上升,傳統(tǒng)化石能源日益枯竭。與此同時(shí),化石燃料燃燒導(dǎo)致大量溫室氣體的排放也對(duì)全球氣候造成了嚴(yán)重威脅。利用太陽光光催化分解水制氫,將太陽能轉(zhuǎn)化為以氫氣為載體的清潔能源,能從根本上緩解能源危機(jī)和環(huán)境污染問題。然而,單一光催化劑存在著光生載流子復(fù)合速率快、量子效率低的缺點(diǎn),是光催化分解水制氫這一關(guān)鍵技術(shù)走向?qū)嶋H應(yīng)用的瓶頸。
針對(duì)上述問題,王國(guó)宏教授課題組利用碳纖維良好的電荷傳輸性能,通過靜電誘導(dǎo)自組裝結(jié)合微波水熱策略快速制備了1D/1D碳纖維/晶化氮化碳異質(zhì)結(jié)。光催化結(jié)果表明,碳纖維超細(xì)的一維結(jié)構(gòu)有效地將晶化氮化碳的光生電子轉(zhuǎn)移到助催化劑Pt的表面,將水中的質(zhì)子還原生成氫氣,光催化制氫性能得到大大增強(qiáng)。本工作提出的靜電誘導(dǎo)自組裝結(jié)合微波水熱策略對(duì)其它光催化劑的改性研究具有指導(dǎo)意義,為發(fā)展新型高效的分解水制氫光催化劑及應(yīng)用技術(shù)提供了新思路。
作者簡(jiǎn)介:
林風(fēng),化學(xué)化工學(xué)院2019級(jí)碩士研究生,曾獲湖北省化學(xué)化工學(xué)會(huì)第三屆應(yīng)用化學(xué)年會(huì)研究生科研成果報(bào)告會(huì)一等獎(jiǎng)。
王國(guó)宏,博士,教授,碩士生導(dǎo)師。主要從事多相催化和光催化方向研究工作,涉及納米功能材料的可控制備、半導(dǎo)體光催化材料在能源(光催化制氫、CO2還原制有機(jī)燃料)和環(huán)境(有機(jī)廢水凈化、光催化降解室內(nèi)空氣中甲醛)領(lǐng)域的應(yīng)用研究。主持國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目等10余項(xiàng)教科研項(xiàng)目。在Nano Energy, Applied Catalysis B: Environmental、Chinese Journal of Catalysis (中國(guó)催化學(xué)報(bào))、Carbon等國(guó)際刊物上發(fā)表SCI收錄科研論文40余篇;論文SCI正面引用、評(píng)價(jià)2700余次,個(gè)人H指數(shù)24。以第一單位和通訊作者發(fā)表的論文中有3篇入選全球TOP 0.1%熱點(diǎn)論文,11篇入選全球TOP 1%高被引論文。以主要完成人獲湖北省自然科學(xué)二等獎(jiǎng)1項(xiàng),科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)3項(xiàng),以第一完成人獲黃石市自然科學(xué)優(yōu)秀學(xué)術(shù)成果一等獎(jiǎng)1項(xiàng)。學(xué)術(shù)兼職:中國(guó)化學(xué)會(huì)會(huì)員、湖北省化學(xué)化工學(xué)會(huì)催化專業(yè)委員會(huì)委員,國(guó)家自然科學(xué)基金評(píng)審專家、近50種SCI期刊特邀論文評(píng)審人。