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南工大開發(fā)光催化復(fù)合纖維

文章來源：中國化工報更新時間：2020-04-27 15:06:03

實現(xiàn)太陽光驅(qū)動內(nèi)建電場重構(gòu)

　近日，南京工業(yè)大學(xué)陸春華教授、寇佳慧教授同東南大學(xué)趙遠錦教授合作制備了一種多功能光催化復(fù)合纖維，首次實現(xiàn)了太陽光驅(qū)動內(nèi)建電場重構(gòu)，并有效增強了光催化性能。

　　光催化反應(yīng)是在太陽光照射下完成的化學(xué)反應(yīng)，如果能夠在太陽光照射下實現(xiàn)內(nèi)建電場重構(gòu)，那么內(nèi)建電場重構(gòu)增強光催化這一研究策略將有效推動光催化技術(shù)的實際應(yīng)用與發(fā)展。南京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院博士研究生代寶瑩介紹說：“光熱材料可將太陽光轉(zhuǎn)化為熱能，而熱釋電材料可在溫度變化過程中產(chǎn)生電勢。于是，我們設(shè)計并構(gòu)筑了熱釋電—光熱—光催化復(fù)合微米纖維系統(tǒng)，以實現(xiàn)太陽光驅(qū)動內(nèi)建電場重構(gòu)，將光催化分解水制氫效率提高了5倍以上，對應(yīng)的平均表觀量子效率約為16.9%。”

　　為充分發(fā)揮光熱材料和熱釋電材料的性能，該研究團隊將光催化反應(yīng)構(gòu)筑在復(fù)合纖維的表界面，形成熱收集型光催化微反應(yīng)器。為了得到最佳的光催化性能，該團隊探討了熱釋電基底、光熱材料含量等與熱釋電電勢輸出及光催化性能的關(guān)聯(lián)，并對復(fù)合螺旋纖維的光催化穩(wěn)定性進行了探索。

　　一直以來，光催化技術(shù)由于其可利用取之不盡的太陽能凈化環(huán)境和緩解能源危機而受到了廣泛關(guān)注。然而，較低的量子效率效率限制了光催化技術(shù)的實際應(yīng)用，其主要原因之一是光生載流子的分離效率較低。為了促進載流子分離開發(fā)了很多的改性方法，其中在催化劑內(nèi)構(gòu)筑內(nèi)建電場被認為是提高載流子分離效率的有效手段。然而，傳統(tǒng)內(nèi)建電場很容易被光生載流子和自由電荷等屏蔽，致使內(nèi)建電場對光催化性能的增強效應(yīng)受到抑制。在以前的研究中內(nèi)建電場重構(gòu)主要依賴于機械能和水流能，對內(nèi)建電場重構(gòu)增強光催化的應(yīng)用有一定的限制。

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