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浙师大李正全课题组在钙钛矿基光催化研究方面取得进展
日期: 2021-01-23 编辑: 供稿单位: 生化学院

  近日,浙师大化学与生命科学学院“双龙学者特聘教授”、浙江省“杰出青年基金”获得者李正全教授及其课题组在新型钙钛矿复合催化剂的设计与研究上取得进展,相关成果在国际知名期刊ChemSusChem上在线发表。ChemSusChem为Wiley旗下期刊,主要刊登“可再生能源”领域的重要研究成果,属于化学一区期刊,最新影响因子为7.726。浙师大为唯一通讯编辑单位。



  利用光催化技术还原二氧化碳不仅可以减少温室气体(如二氧化碳)的含量,同时能够得到高附加值的化学燃料。该技术的关键是找到高效的光催化剂,目前单组分光催化剂通常难以兼顾较强的可见光吸取、高二氧化碳吸附能力和高效可调的催化位点等需求。因此,开发具有多功能的双组份或多组份的互补型复合材料是光催化还原二氧化碳领域的一个研究热点。李正全课题组成员在构建钙钛矿复合催化剂方面进行了一系列的研究(Chem. Mater.2020, 32, 1517–1525;ACS Appl. Mater. Interfaces2020, 12, 31477–31485),在前期工作的基础上,通过将CsPbBr3钙钛矿量子点与共价三嗪框架(CTFs)耦合,借助CTFs稳固的三嗪环和周期性的孔结构促进了CsPbBr3的电荷分离,并赋予使其较强的CO2吸附/活化能力。所设计的光催化体系对二氧化碳还原实现了较高的催化活性和选择性。


  众所周知,CsPbBr3钙钛矿量子点是一种光电性质十分优异的半导体材料,然而,由于其本身电荷复合严重,以及较低的吸附/活化CO2能力,无法有效进行光催化反应。二维共价三嗪框架(CTFs)具有良好的周期性孔道结构,其丰富的共轭结构能够实现载流子的高效转移。并且,CTFs丰富的空腔可以促进CO2的吸附和活化,其三嗪单元中大量的氮原子使CTFs成为锚定金属阳离子或半导体的理想基质。本研究工作首次实现了CsPbBr3量子点与CTFs的耦合,促进了钙钛矿中光生电子-空穴的分离,改善了钙钛矿对CO2的吸附活化。所制备的催化剂表现出十分优异的可见光催化活性和稳定性。


  浙师大2018级研究生王琪为该文第一编辑,李正全教授和王靳副教授为论文共同通讯编辑。该研究工作得到了国家自然科学基金委面上项目、青年项目、浙江省自然科学基金公益项目以及“先进功能材料”教育部重点实验室等项目资金的支撑。相关测试表征部分得到了浙师大胡鑫教授、中国科学技术大学柏彧博士、华南农业大学钟新华教授等的支撑。


编辑:朱慧

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