找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

查看: 911|回复: 0
打印 上一主题 下一主题

[材料资讯] 朴玲钰课题组在光催化制氢领域取得系列新进展

[复制链接]

70

主题

83

帖子

105

积分

注册会员

Rank: 2

积分
105
跳转到指定楼层
楼主
发表于 2020-9-18 16:49:04 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
近日,国家纳米科学中心朴玲钰研究员课题组在光催化产氢方面取得系列新进展,研究成果相继发表于Nano Energy (2020, 67, 104287)、Nano Today(DOI: https:// doi.org/ 10.1016/ j.nantod. 2020. 100968)及Angew. Chem. Int. Ed. (DOI: 10.1002/ anie.202009633)上。
  目前,工业制氢主要依靠煤、天然气重整,这个过程加剧了不可再生能源的消耗与环境污染。太阳能作为人类取之不尽用之不竭的可再生能源(约4×1020 J / h),通过光催化过程,将其转化为清洁高效的氢能,是解决上述问题的理想途径,近几十年来该领域的研究备受关注。朴玲钰课题组分别通过光催化水分解和甲酸分解两个过程,实现了高效、稳定的光催化产氢,并为该过程的合理评价提出了系统分析与建议。
  太阳能光催化分解水制氢有两种类型,全分解水制氢(2H2O → 2H2 + O2)和半反应分解水制氢(H2O + 牺牲剂→ H2 + 氧化产物)。过去的几十年,全解水取得了较大进展,但依然存在诸多障碍难以逾越,如效率低、稳定性差、体系复杂及成本和安全等问题。在前期工作的基础上(Nano Energy 2017, 41, 488-493; Appl. Catal B: Environ 2018, 220, 471-476等),朴玲钰课题组首次提出了高效、高值光催化分解水过程,即光催化分解纯水获得氢气的同时,制备双氧水(2H2O → H2 + H2O2)。该过程优势显著,形成H2O2是动力学更有利的2电子过程。同时氢氧逆反应被显著抑制,效率极大提升;产物为纯气态H2和更高价值的液态H2O2;消除了分离、纯化成本与安全问题且产物价值大大提升。该过程一举多得,符合实际需求,具有强大应用潜力。相关研究成果发表在Nano Energy (2020, 67, 104287)上。 
  甲酸无毒、廉价、氢含量高且稳定,是理想的液态储氢介质。在之前工作的基础上(Joule 2018, 2, 549-557),朴玲钰课题组通过理论和实验研究发现,水作为催化剂促进甲酸分解产氢的高效发生,这是本领域首次对水作为催化剂催化该反应进行的报道。水可以有效地降低光催化分解甲酸的活化能,提高反应效率(提高2~4倍),同时水在反应前后保持不变。重要的是,水的助催化作用具有普适性,可适用于不同半导体材料(CdS、g-C3N4、TiO2等)和不同的产氢助剂体系(CoP、Pt、Pd、Ru、Au等)。该研究提升了科研人员对同类反应中水催化作用的关注度,相关成果发表于纳米科学领域知名期刊Nano Today (2020, DOI: https:// doi.org/ 10.1016/ j.nantod. 2020.100968)。
  对光催化体系进行催化剂评价过程中,目前还缺乏一个充分、准确的评价体系,导致了对不同催化剂或催化体系难以进行一致、可靠的评估。基于此,朴玲钰课题组从量子效率与太阳能转换效率的准确计算、催化剂使用及环境控制等多个角度,结合文献和实验结果,系统分析了多种参数存在的不足并提出了初步建议,提出了一个更全面、准确且易执行的光催化制氢评价体系。该工作为开发一个更合理、广泛接受和公平的光催化产氢评价体系提供了有价值的信息。上述成果发表于Angew. Chem. Int. Ed. (2020, DOI: 10.1002/ anie. 202009633)上。
  国家纳米科学中心曹爽助理研究员等为上述工作的第一作者,合作者为国家纳米科学中心刘新风研究员、施兴华研究员等。上述工作得到了国家自然科学基金面上项目、青年项目及中科院战略性先导科技专项B等项目的支持。


       文章来源:国家纳米科学中心
       朴玲钰,国家纳米科学中心研究员,博士生导师。2002年6月获天津大学化工学院工学博士学位。2002年7月至2005年4月,分别于北京大学和巴黎第六大学(玛丽.居里大学)进行博士后研究。2005年7月加入国家纳米科学中心。中国颗粒学会理事、中国感光学会光催化专委会委员、全国标准物质计量技术委员会委员。主持基金委、教育部、中科院及科技部项目及课题13项,发表SCI/EI论文五十余篇,被引用900余次;授权专利19项;获国家级标准物质8项,其中国家一级标准物质3项(含我国第一个比表面积国家一级标准物质);制定国家标准7项(已颁布实施)。

  声明:本网部分文章和图片来源于网络,发布的文章仅用于材料专业知识和市场资讯的交流与分享,不用于任何商业目的。任何个人或组织若对文章版权或其内容的真实性、准确性存有疑义,请第一时间联系我们,我们将及时进行处理。

本帖被以下淘专辑推荐:

分享到:  QQ好友和群QQ好友和群 QQ空间QQ空间 腾讯微博腾讯微博 腾讯朋友腾讯朋友
收藏收藏 转播转播 分享分享 分享淘帖2
回复

使用道具 举报

小黑屋|手机版|Archiver|版权声明|一起进步网 ( 京ICP备14007691号-1

GMT+8, 2024-5-4 17:34 , Processed in 0.161056 second(s), 41 queries .

Powered by Discuz! X3.2

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表