2016年10月16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Elsevier出版的《Applied Catalysis B: Environmental》上发表了题为“基于延长BiOCl载流子寿命的还原氧化石墨烯-磷酸共调控略对其稳定性及光电催化水氧化和甲基橙降解性能的改善机制”(Improved photoelectrocatalytic activities of BiOCl with high stability for water oxidation and MO degradation by coupling RGO and modifying phosphate groups to prolong carrier lifetime)的研究论文。该杂志是环境科学领域的一区期刊,影响因子9.446。
半导体材料普遍存在光生载流子分离差以及不稳定等问题,严重制约着其实用化进程。为此,基于改善光生电荷分离和提高稳定性的普适性策略的探索一直是高性能新材料研发的重点。氯氧化铋(BiOCl)作为一类新型半导体材料——卤氧化铋系列材料的代表,其具有特殊的二维片层结构以及晶面易于调变,空穴氧化能力强等特点,使其在光电催化氧化领域表现出较好的应用前景。因此,井立强教授领导的科研团队围绕BiOCl材料,通过改善光生电荷分离达到提高其光电催化水氧化(有机污染物降解、水分解析氧)性能的目的,并考察了其稳定性及机制。基于半导体光阳极的基本反应过程,提出了电子-空穴双向调控策略:利用石墨烯作为电子接收、传输的载体,促进光生电子向导电基底方向转移;利用磷酸基团对BiOCl进行表面修饰,在水体系中发生电离形成的极化负场可诱导光生空穴向电极表面迁移。通过该策略有效改善了BiOCl光生载流子的分离效率、延长了载流子寿命,最终提高了BiOCl光阳极催化氧化性能。与此同时,研究发现BiOCl中的Cl对光生空穴有较强的捕获作用,且在水体系中易于产生Cl空位,形成载流子复合中心,因而导致光电催化活性降低。有趣的是在磷酸修饰过程中,磷酸基团会替换表面不稳定的氯,进而在一定程度上解决了BiOCl不稳定的问题。最终使得BiOCl光阳极表现出了较好的稳定性及活性。该策略也同样适用于BiOBr光阳极改性。
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排行榜前十名推荐在读博士研究生李志君。

Scheme proposed mechanism for the photogenerated charge transfer and separation in RGO/BOC photoanodes before (A) and after phosphate modification (B).
Improved photoelectrocatalytic activities of BiOCl with high stability for water oxidation and MO degradation by coupling RGO and modifying phosphate groups to prolong carrier lifetime. Appl. Catal. B-Environ. Applied Catalysis B: 2017, 203: 355–362, DOI: 10.1016/j.apcatb.2016.10.045. 文献链接:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926337316308098