华南农业大学方岳平教授团队在光催化能源转换等方面取得重要进展

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近日,华南农业大学绿色能源材料科研团队方岳平教授课题组在国际催化领域的权威期刊Applied Catalysis B: Environmental(工程技术一区top期刊,IF=16.683)发表题为《Boosting photocatalytic hydrogen evolution using a noble-metal-free cocatalyst: CuNi@C with oxygen-containing functional groups》的科研论文。论文第一单位为华南农业大学,2017级硕士研究生陈斯波为论文第一作者,方岳平教授课题组成员张声森副研究员为主要通讯作者。

光催化技术利用太阳能将水分解成氢(H2),是解决能源危机和环境问题的一种有前景的方法。为了实现太阳能向H2的高效转化,迫切需要开发经济、高效的光催化助剂。在本研究中,设计合成了一种被具有含氧官能团的碳层包覆的非贵金属CuNi合金纳米颗粒(CuNi@C=O)。在可见光的照射下,CuNi@C=O作为g-C3N4的光催化助剂形成的复合光催化剂的析氢速率高于Pt助催化剂。经密度泛函理论(DFT)计算和机理研究表明,CuNi@C=O助催化剂碳层中的C=O基团调节了CuNi合金的功函,使其具有合适的H吸附自由能,有利于H2的生成。本研究揭示了表面C=O基团在碳包覆材料中的作用,为光催化产H2助催化剂的设计提供了一种有吸引力的方法。

文第一作者陈斯波在硕士期间做了大量的实验并取得了较多的成果,自2019年6月毕业后在浙江大学做研究助理,期间继续整理和补充相关研究,目前以第一作者身份并以华南农业大学为第一单位共发表了7篇SCI科研论文,其中一区期刊论文3篇(Appl Catal B- Environ, 291 (2021) 120139;J Energy Chem, 52 (2021) 92;J Mater Chem A, 8 (2020) 3481),二区期刊论文4篇。 

该研究工作得到了国家自然科学基金(22078118, 21972048, 21802046)和广东省自然科学基金(2019A1515011138, 2018A0303130018)等项目的资助。

来源:华南农业大学

论文链接:

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120139


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