綠色合成具有優異光解水性能的三元催化劑

近日，由我校土木工程與力學學院張平教授、尹久仁教授和丁燕懷教授組成的團隊在光解水方面的研究取得了突破性進展，相關成果以“Solid-state, Low-cost and Green Synthesis and Robust PhotochemicalHydrogen Evolution Performance of Ternary TiO2/MgTiO3/C Photocatalysts”發表於國際期刊iScience。

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該期刊屬於Cell的綜合性子刊，主要關注自然科學各個領域最前沿的研究工作。楊忠美博士和蔣運鴻博士爲論文共同第一作者，丁燕懷教授和張平教授爲本文的共同通訊作者。 （論文鏈接）

團隊利用一種綠色、低成本方法制備了一種高效三元催化劑TiO2/MgTiO3/C用於光解水產氫，整個製備過程不涉及任何有機溶劑和有毒副產物，其在一個模擬太陽光下產氫效率高達33.3mmol∙h-1∙g-1, 較商品化的P-25 TiO2提高了四倍以上,其在純可見光下的產氫效率也達到1.46mmol∙h-1∙g-1。光電化學測試結果表明該催化劑在紫外光區的IPCE(the incident photon to charge carrier generation efficiency)效率接近90%，而在400nm~ 470nm的IPCE效率也有較大程度的提高。迄今爲止，在已報道的克級製備的同類型催化劑材料中其光催化產氫效率最高，相關成果已經申請發明專利保護。

TiO2/MgTiO3/C的低倍TEM圖及其不同光照條件下光催化產氫的視頻截圖

該研究工作得到了國家自然科學基金、湖南省自然科學基金、湖南省教育廳重點項目、湖南省研究生創新基金、力學國家重點學科、化工模擬與增強國家級工程中心的支持和資助。張平教授、尹久仁教授和丁燕懷教授課題組長期從事交叉學科的研究，課題組成員具有力學、材料學、計算模擬等方面的研究背景，近來年課題組成員在Energy & Environmental Science, Nature Communications, Journalof Materials Chemistry A，Nanoscale，Carbon，Journal of Membrane Science和中國科學等知名期刊發表論文20餘篇，申報國家專利10餘項。

文字 / 趙園園

編輯 / 劉語怡

責編 / 丁德鳳