作者:孙丹宁 来源:中国科学报 发布时间:2022/12/2 12:33:59
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中科院大连化学物理研究所
开发新型宽光谱捕光催化材料

 

近日,中科院大连化学物理研究所研究员章福祥团队与日本东京工业大学Kazuhiko Maeda教授团队合作,设计合成了一种层状结构的宽光谱捕光催化新材料β-ZrNBr,其吸光带边可至530nm,表现出较优异的光催化水分解半反应制氢和放氧、光催化半反应还原CO2制甲酸等功能。相关成果发表在《德国应用化学》上。

宽光谱捕光催化材料的设计合成是实现太阳能高效光—化学转化的基础,其吸收带边越宽,太阳能转化理论效率越高。

在前期氮氧化物设计合成基础上,本工作中,科研人员通过氮元素与卤素离子共取代氧原子策略,合成了氮卤化物(β-ZrNBr),解决了以往单纯氮取代氧过程中由于电荷不匹配(N3-,O2-),导致产生不可避免缺陷态的弊端,实现了兼具宽光谱响应和低缺陷密度的新型可见光催化材料的开发。该新型宽光谱捕光催化材料为层状结构化合物,其结构单层为双面Br-离子夹棱形ZrN层板的结构,且通过插层剥离后可得到纳米片结构。

此外,科研人员通过在β-ZrNBr表面分别修饰Pt、RuOx、RuRu’分子,实现了该材料光催化还原水产氢、光催化水氧化产氧、光催化还原CO2产甲酸等半反应功能,展示了较好的光化学转化应用潜力。

相关论文信息:https://doi.org/10.1002/anie.202214273

 
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