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科学研究

我院徐全龙副教授在著名刊物Chinese Journal of Catalysis上发表学术论文

发布时间:2022-05-02    来源:化学与材料工程学院    作者:    点击次    [点击关闭]


硫化镉CdS)具有良好的电荷迁移能力,是一种典型的对可见光响应的半导体材料,在光催化制氢方面具有巨大的优势。基于前期的研究工作,发现形貌调控可显著改善CdS表面状态和电荷转移过程,特别是具有中空结构的CdS,因具有大的比表面积和丰富的活性位点,有利于增强光吸收,表现出优异的光催化性能。另外,选取具有合适能带结构的光催化剂与其构筑出异质结,也能有效提升太阳能的利用效率。

近期,我校徐全龙副教授在国际著名期刊《Chinese Journal of Catalysis》上发表了题为”Fabricating Covalent organic framework/CdS S-scheme heterojunctions for improved solar hydrogen generation”的研究论文。该工作利用对环境友好、可见光吸收强、能带结构合适、比表面积较大的COF-LZU1具有空心立方结构的CdS复合,制备出COF/CdS异质结光催化剂,可见光下表现出良好的光催化析氢性能当异质结中COF质量含量达到1.5%时,具有最高的产氢率,为8670 μmol·h−1·g−1,是纯CdS2.1倍,且在420 nm单色光照射下的表观量子效率为8.9%

经过系统性的表征分析,发现CdSCOF界面处存在从COF指向CdS的内建电场。在该内建电场的作用下,来自CdS导带的光生电子与COF价带上的空穴复合,而COF导带上具有强还原能力的光生电子和CdS价带上具有强氧化能力的光生空穴得以保留,遵循S异质结的电荷转移路径,从而保留最强的氧化还原能力为水还原产生氢气的过程提供强大的驱动力。本工作为设计制备有机/无机S型异质结光催化剂提供了理论基础。

相关研究结果发表于近期的《Chienese of Journal Catalysis》(DOI: https://doi.org/10.1016/S1872-2067(21)63869-X),温州大学为第一通讯单位,化学与材料工程学院联培研究生孙龙第一作者,我校徐全龙副教授与郑州大学范佳杰教授为该论文共同通讯作者,工作受到国家自然科学基金(21905209, 52073263和河南省自然科学基金(212300410080等项目的资助。

原文链接:https://doi.org/10.1016/S1872-2067(21)63869-X