| 新聞直報(bào)員供求信息會(huì)員 |
理化所光催化分解純水研究取得進(jìn)展
文章來(lái)源：未知 更新時(shí)間：2018-01-03 15:40:31
|
氫氣是一種理想的能源載體，能量密度高，而且氫氣燃燒不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。利用太陽(yáng)能光催化分解水制氫是解決人類(lèi)能源問(wèn)題的重要途徑。CdS因其適合的能帶位置以及帶隙寬度，被廣泛用作可見(jiàn)光光催化分解水材料。由于快速的光生載流子復(fù)合以及光腐蝕問(wèn)題，CdS在進(jìn)行光催化產(chǎn)氫過(guò)程中需要加入電子犧牲劑，例如甲醇、乳酸、三乙醇胺等。這些電子犧牲劑一方面可以消耗光生空穴，解決CdS的光腐蝕問(wèn)題；另一方面可以抑制光生電子和空穴的復(fù)合，增加光生電子的壽命。但加入犧牲劑的光催化產(chǎn)氫反應(yīng)并不是完全的“太陽(yáng)能–化學(xué)能轉(zhuǎn)換反應(yīng)”，氫氣的產(chǎn)生是以消耗電子犧牲劑的化學(xué)能為代價(jià)，因此只能稱(chēng)為“半太陽(yáng)能–化學(xué)能轉(zhuǎn)換反應(yīng)”。 近日，中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所光化學(xué)轉(zhuǎn)換與合成研究中心金屬有機(jī)光化學(xué)研究組在可見(jiàn)光催化分解純水研究方面取得新進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)首先在合成路線上對(duì)傳統(tǒng)的水熱法合成CdS進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)添加適量的還原劑水合肼對(duì)六方CdS進(jìn)行輕度還原，獲得富含硫空位缺陷的CdS；之后對(duì)其進(jìn)行磷間隙摻雜，制備強(qiáng)n型半導(dǎo)體，促使費(fèi)米能級(jí)位置與硫空位能級(jí)靠近，此時(shí)硫空位能級(jí)將顯現(xiàn)出電子捕獲陷阱的能力，像一座蓄水池一樣對(duì)光生電子進(jìn)行臨時(shí)存儲(chǔ)，從而延長(zhǎng)光生電子壽命，長(zhǎng)壽命的光生電子具有足夠的動(dòng)力學(xué)能力遷移到CdS表面，進(jìn)一步發(fā)生質(zhì)子還原反應(yīng)。相關(guān)研究結(jié)果近日發(fā)表在Advanced Materials上。 研究工作得到中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)（B類(lèi)）、科技部國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金委面上項(xiàng)目的支持。氫氣是一種理想的能源載體，能量密度高，而且氫氣燃燒不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。利用太陽(yáng)能光催化分解水制氫是解決人類(lèi)能源問(wèn)題的重要途徑。CdS因其適合的能帶位置以及帶隙寬度，被廣泛用作可見(jiàn)光光催化分解水材料。由于快速的光生載流子復(fù)合以及光腐蝕問(wèn)題，CdS在進(jìn)行光催化產(chǎn)氫過(guò)程中需要加入電子犧牲劑，例如甲醇、乳酸、三乙醇胺等。這些電子犧牲劑一方面可以消耗光生空穴，解決CdS的光腐蝕問(wèn)題；另一方面可以抑制光生電子和空穴的復(fù)合，增加光生電子的壽命。但加入犧牲劑的光催化產(chǎn)氫反應(yīng)并不是完全的“太陽(yáng)能–化學(xué)能轉(zhuǎn)換反應(yīng)”，氫氣的產(chǎn)生是以消耗電子犧牲劑的化學(xué)能為代價(jià)，因此只能稱(chēng)為“半太陽(yáng)能–化學(xué)能轉(zhuǎn)換反應(yīng)”。 近日，中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所光化學(xué)轉(zhuǎn)換與合成研究中心金屬有機(jī)光化學(xué)研究組在可見(jiàn)光催化分解純水研究方面取得新進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)首先在合成路線上對(duì)傳統(tǒng)的水熱法合成CdS進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)添加適量的還原劑水合肼對(duì)六方CdS進(jìn)行輕度還原，獲得富含硫空位缺陷的CdS；之后對(duì)其進(jìn)行磷間隙摻雜，制備強(qiáng)n型半導(dǎo)體，促使費(fèi)米能級(jí)位置與硫空位能級(jí)靠近，此時(shí)硫空位能級(jí)將顯現(xiàn)出電子捕獲陷阱的能力，像一座蓄水池一樣對(duì)光生電子進(jìn)行臨時(shí)存儲(chǔ)，從而延長(zhǎng)光生電子壽命，長(zhǎng)壽命的光生電子具有足夠的動(dòng)力學(xué)能力遷移到CdS表面，進(jìn)一步發(fā)生質(zhì)子還原反應(yīng)。相關(guān)研究結(jié)果近日發(fā)表在Advanced Materials上。 研究工作得到中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)（B類(lèi)）、科技部國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金委面上項(xiàng)目的支持。 |
相關(guān)新聞
- [2024-06-28]·湖北宜化擬公開(kāi)掛牌轉(zhuǎn)讓降解新材
- [2024-06-28]·廣信股份公開(kāi)一項(xiàng)聚氨酯農(nóng)藥微膠
- [2024-06-28]·伊之密與海爾再度攜手，共筑智能
- [2024-06-28]·全球首列！更輕更節(jié)能的碳纖維地
- [2024-06-28]·稀土紅外反射中空隔熱聚酰胺纖維
- [2024-06-28]·盛禧奧在意大利開(kāi)設(shè)PMMA先進(jìn)回收
- [2024-06-28]·APS Elastomers推出新的耐高溫T
- [2024-06-28]·杜邦FROTH-PAK?環(huán)保型低壓雙組
- [2024-06-27]·科學(xué)家創(chuàng)制出無(wú)疲勞鐵電材料?有
- [2024-06-27]·亞納米尺度全暴露Pt團(tuán)簇高效催化
主辦單位：山東省化工情報(bào)信息協(xié)會(huì)
山東省濟(jì)南市文化東路80號(hào)郵編：250014電話：0531—86399950、86399980、86399990傳真：0531—86399186
山東化工網(wǎng)在線交流：
Copyright(C)山東省化工情報(bào)信息協(xié)會(huì) 版權(quán)所有 備案號(hào)：魯ICP備2021036540號(hào)
山東省濟(jì)南市文化東路80號(hào)郵編：250014電話：0531—86399950、86399980、86399990傳真：0531—86399186
山東化工網(wǎng)在線交流：
Copyright(C)山東省化工情報(bào)信息協(xié)會(huì) 版權(quán)所有 備案號(hào)：魯ICP備2021036540號(hào)
魯公網(wǎng)安備 37010202001033號(hào)