罗惠霞教授课题组近期在光催化CO2还原方面最新进展

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根据已有的研究，设计半导体纳米材料的双壳中空结构是提高光利用率、调节电子结构和化学键的空间相互作用、加速界面接触、提供更多催化反应位点和促进有效载流子分离和转移的最有效策略之一。受强界面电场的启发，我们提出了Sv-In2S3@2H-MoTe2“双壳纳米盒”催化剂的设计，将2H-MoTe2涂覆在Sv-In2S3单壳纳米盒上，形成富含S-空位的Mo−S桥键结构。在强大的内置电场(IEF)和Mo−S桥键的作用下，“S”-型电荷分离得到显著的提高，在380 nm处，内量子效率可达94.01%。

      Sv-In2S3@2H-MoTe2(5)的中空双壳层异质结构扩大了比表面积，缩短了电荷转移距离，增强了传质能力，提高了光吸收能力，因而具有很强的光催化CO2RR活性。更重要的是，S-空穴能促进CO2的活化，降低形成*OCHO的能垒，促进电荷转移到*OCHO上，从而促进CO2RR生成CO。最重要的是，丰富的界面异质结构形成了Mo−S桥键位点，导致了界面上的电荷差。电荷差导致在界面上形成Mo的极化位点，从而抑制了相邻中间产物的静电排斥，促进了CH4的形成。这项工作可以通过光的利用、界面接触和反应位点，为开发用于大规模能源转换应用的优秀光催化剂开辟道路。
       该成果日前以题为《Understanding Bridging Sites and Accelerating Quantum Efficiency for Photocatalytic CO2 Reduction发表在《Nano-Micro Lett.》（主编特邀稿件）上，博士研究生王康旺为第一作者，中山大学材料科学与工程学院罗惠霞教授和环境科学与工程学院的严凯教授为共同通讯作者。这项工作得到了中国自然科学基金（11922415，12274471）、广东省基础与应用基础研究基金（2022A1515011168，2019A1515011718，2019A1515011337）、广东省重点研发计划（2019B110209003）的支持。
       文章链接：https://doi.org/10.1007/s40820-023-01221-3
       文章来源：中山大学
        罗惠霞，女，1984年7月生，中山大学“百人计划”教授，博士生导师。2019年度国家优秀青年科学基金获得者、2019年广东省青年珠江学者入选者。2007年到2009年在华南理工大学王海辉教授（杰青、长江、洪堡学者）组学习，提前一年硕士毕业（获2009 年度“广东省优秀硕士学位论文”）。2009年至2012年在德国莱布尼茨汉诺威大学物理与电化学所 Jürgen Caro 教授研究组学习，2012 年7月以“Excellent”成绩博士毕业并获化学博士学位获得理学博士学位。2012年应 Robert Cava 教授（美国科学院院士、英国皇家学院外籍院士）的邀请，在美国普林斯顿大学化学系开展博士后研究工作。2016年12月，作为中山大学“百人计划”急需人才青年杰出人才Ⅰ类引进回国，现任中山大学材料科学与工程学院教授，博士生导师，课题负责人，主要致力新型超导材料、拓扑材料、拓扑量子催化材料及其他无机固态新化合物的理论设计及实验合成。近年来主持国家自然科学基金、高校基本业务费重点培育项目、广东省自然科学基金等项目多项，曾获“2018年度国际先进材料协会杰出科学家奖（IAAM Scientist Medal）”、入选“the Asian Scientist 100 list”；在PNAS，Nature Comm, Angew. Chem. Int. Ed.，Chem Mater，Chem Comm，J. Mater. Chem.: A，PRB 等学术刊物上发表SCI收录论文40多篇，应邀编著英文专著【Advanced Topological Insulators】 1 本，撰写英文章节 4 章；申请国家发明专利10项（已授权1项），受邀担任国际期刊Aspects in Mining & Mineral Science的副主编，Energy and Environment Research的 编委。