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新研究實現(xiàn)高效光催化氧還原制雙氧水
作者：朱漢斌 來源：中國科學(xué)報  
山東拓普生物工程有限公司  http://www.jlkcpj.cn
近日，廣東省科學(xué)院化工研究所環(huán)境化學(xué)研究中心陳佳志博士團(tuán)隊研究利用梯形異質(zhì)結(jié)實現(xiàn)高效光催化氧還原制雙氧水。相關(guān)研究成果發(fā)表于Journal of Catalysis。張云霄為該論文第一作者，陳佳志為通訊作者。
將清潔的太陽能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能，以滿足當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會日益增長的能源需求，是能源催化材料學(xué)科研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。雙氧水作為一種環(huán)境友好型氧化劑，是可再生能量載體，已廣泛應(yīng)用于有機(jī)合成、消毒、廢水處理等領(lǐng)域。工業(yè)雙氧水是通過蒽醌法制造的，這種方法既耗能又不環(huán)保。合理設(shè)計高活性和選擇性的梯形異質(zhì)結(jié)光催化劑，利用光能在溫和條件下高效制備雙氧水至關(guān)重要。
研究人員創(chuàng)新性地引入銅銦硫半導(dǎo)體修飾類石墨相氮化碳構(gòu)建梯形異質(zhì)結(jié)復(fù)合光催化劑（CuInS2/PCN）。在該類梯形異質(zhì)結(jié)中，光生空穴和電子分別積聚在價帶更正的PCN半導(dǎo)體和導(dǎo)帶更負(fù)的CuInS2半導(dǎo)體中。在光催化反應(yīng)過程中，CuInS2/PCN梯形異質(zhì)結(jié)具有優(yōu)越的電荷遷移和分離能力，保留了具有較強(qiáng)的還原和氧化能力的光生電子和空穴，使材料表現(xiàn)出優(yōu)異的光催化活性。與單一的CuInS2和PCN相比，CuInS2/PCN的光催化氧還原制雙氧水性能分別提升了16.0和11.6倍。
該研究工作為設(shè)計新型梯形異質(zhì)結(jié)光催化劑提供了基礎(chǔ)模型，為提高電荷遷移、氧化還原能力和光催化性能提供了理論和實驗指導(dǎo)。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.jcat.2023.01.021
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