2017年9月21日,由买球的app排行榜前十名推荐井立强教授领导的科研团队在wiley出版的《Advanced Energy Materials》上发表了题为“合成MnOx和Au-TiO2共修饰的大比表面积石墨相氮化碳用于高效的可见光催化太阳能燃料生产”(Synthesis of large surface-area g-C3N4 comodified with MnOx and Au-TiO2 as efficient visible-light photocatalysts for fuel production)的研究论文。该杂志是能源环境领域的一区期刊,影响因子16.721。
提高材料的可见光生电荷分离能力是提高其可见光催化性能的关键。为此,井立强教授领导的科研团队设计制备了MnOx和Au-TiO2共修饰的大比表面积石墨相氮化碳纳米光催化剂,并将其用于高效的可见光催化太阳能燃料生产。研究结果表明,其高的可见光催化还原CO2活性来自于修饰的MnOx有效捕获光生空穴并发生催化氧化反应;同时,共修饰的Au- TiO2可以有效捕获光生电子并发生催化还原反应。此外,结合同位素示踪技术,该研究工作提出了在光催化还原CO2产CH4过程中,产生的•CO2 和 •H是主要的活性物种。该工作对制备石墨相氮化碳基复合可见光催化太阳能燃料生产催化剂材料具有重要的科学意义。
井立强教授研究团队多年来主要围绕应用于环境和能源等领域的无机半导体纳米功能材料的设计合成及其光物理和光化学性质等方面开展研究,同时深入地探索了半导体材料在环境与能源光催化应用过程中存在的主要应用基础科学问题。近年来主要围绕光催化领域在以下三方面取得了创新性学术成绩:1.提出和证实了在光催化氧化降解污染物过程中,以氧气作为氧化剂,促进光生电子被吸附氧捕获是改善光量子效率及光催化性能的关键。并成功地发展了通过表面修饰无机酸等,进而提高酸性促进氧吸附,从而改善光催化性能的策略。2.提出和证实了在光催化CO2转化成燃料过程中,以水作为还原剂,促进光生空穴被诱导进而增加•OH自由基生成量是改善光量子效率及光催化性能的关键。并成功地发展了利用表面极化作用诱导光生空穴向表面迁移,进而改善光催化性能的策略。3.提出和揭示了在利用窄带隙纳米半导体氧化物光催化治理环境物质过程中,由于快速弛豫到较低能级水平的导带底上的光生电子往往对应着较差的还原能力,保持可见光生电子具有足够能量的同时延长其寿命是改善光量子效率及可见光催化性能的关键。并成功地发展了纳米异质体复合可引入高水平的电子能级平台,进而改善可见光催化性能的策略。
该论文工作得到了国家自然科学基金-广东省联合基金重点项目、国家自然科学基金重大研究培育计划项目、科技部973专项课题、教育部创新团队发展计划等的支持。论文第一作者为买球的app排行榜前十名推荐博研究生Fazal Raziq。

Schematic of the energy bandgap, photogenerated charge separation, and the visible-light induced photocatalytic processes on the prepared nanocomposite.
Synthesis of Large Surface-Area g-C3N4 Comodified with MnOx and Au-TiO2 as Efficient Visible-Light Photocatalysts for Fuel Production, Advanced Energy Materials, 2017, 170158.文献链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201701580/epdf)