张金龙教授课题组在光催化领域取得新进展

        我院张金龙教授课题组成功将“低温真空活化”技术应用于制备一系列高活性光催化剂,并在光解水制氢等领域取得了重要进展。制备的棕色光催化剂成功打破了太阳光照射下光解水制氢的量子产率记录,该项工作被知名期刊“Small(2015, DOI: 10.1002/smll.201403056)”作为“frontispiece”(扉页)文章发表。此外,“真空活化”技术还被成功应用于制备高活性石墨烯改性TiO2光催化剂,相关研究成果被连续发表在Nature杂志社旗下刊物“Scientific Reports(2015,5,8591)”上。该系列工作由我院青年教师邢明阳博士在张金龙教授的指导下完成。
        自2011年,张金龙教授课题组首次报道“低温真空活化法”制备高活性TiO2光催化剂以来(Chem. Commun., 2011, 47, 4947),该方法在光催化领域受到广泛关注。低温真空活化法具有能耗低,操作简单,可放大等优点,非常适合对TiO2等传统半导体进行还原改性。自2012年美国加州大学伯克利分校的陈小波博士等人在顶级期刊《科学》上报道黑色催化剂光解水制氢的工作以来,TiO2基光催化剂的太阳光产氢量子产率(Φ=35%)一直很难有新的突破。张金龙课题组将真空活化法应用于氟掺杂改性TiO2的制备,成功制得了棕色光催化剂,首次使F的掺杂量提高到8%以上,且其太阳光下光解水制氢的效率达到了Φ=46%,成功打破了黑色催化剂的产氢记录。

        此外,研究人员还采用低温真空活化法一步制备了Ti3+掺杂TiO2复合石墨烯纳米片光催化剂,不仅实现了对大片石墨烯的微观剪切,还窄化了TiO2的禁带宽度。制备的复合光催化剂既具有高的光催化降解有机污染物的能力,又同时具有高的光解水制氢性能。
        近年来,张金龙教授课题组在TiO2光催化体系以及有机-无机功能材料的设计与制备等领域取得了一系列的研究成果,相关成果已发表在Chem. Rev.; J. Am. Chem. Soc. (3篇); Sci. Rep. (3篇); Energy Environ. Sci.; ACS Nano; Small; Nanoscale; Chem. Commun.; J. Catal.; Ind. Eng. Chem. Res.等国际知名期刊上,引用次数达7000余次。