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新闻网讯 我校理学院王文忠教授研究团队从半导体异质结之间的能级匹配出发,设计和构建了一种新奇的具有p型半导体导电特征的β-Ni(OH)2纳米粒子敏化CdS一维纳米结构阵列半导体异质结材料,有效提高了异质结材料光生载流子的转移和分离、光生载流子寿命、太阳能利用效率以及光催化制氢效率。该项工作为设计、构建和发展新型高效半导体异质结光催化材料提供了新思路,相关研究成果以“P-type β-Ni(OH)2 nanoparticles sensitize CdS nanorod array photoanode to prolong charge carrier lifetime and highly improve bias-free visible-light driven H2 evaluation”为题,发表在国际顶级学术期刊Applied Catalysis B-Environmental(Applied Catalysis B: Environmental 271 (2020) 118945,DOI: 10.1016/j.apcatb.2020.118945,SCI一区(TOP类),影响因子:14.229)。该论文链接: https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2020.118945。

近年来,随着能源危机与环境污染的日益严重,能源和环境已成为世界各国日益关注的问题,氢能被认为是未来理想的可持续和再生清洁能源。基于半导体材料的光催化技术可直接将太阳能转化为可存储的氢能等洁清能源。光催化分解水制氢技术可将太阳能直接转换为氢能,是获取氢能的最理想的途径之一。半导体光催化材料普遍存在光生载流子复合率高和太阳能利用率低等问题,从而限制了其光催化制氢效率。如何提高半导体光催化材料的光催化制氢效率,是目前该研究领域面临的关键科学问题。我校理学院王文忠教授团队在半导体异质结光催化材料的构筑、光生载流子的转移和分离、太阳能利用效率以及光催化制氢等方面开展了深入研究。

王文忠教授研究团队工作是继今年在Applied Catalysis B-Environmental上发表题为“A rational design of CdS/ZnFe2O4/Cu2O core-shell nanorod array photoanode with stair-like type-II band alignment for highly efficient bias-free visible-light-driven H2 generation”(Applied Catalysis B: Environmental263(2020)118331,DOI:10.1016/j.apcatb.2019.118,论文链接:https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2019.118460)重要研究成果以来,该团队在半导体光催化制氢方面取得的又一重要新进展。

该文第一作者为我校理学院光学工程专业在读专业硕士研究生朱天宇同学,本工作得到国家自然科学基金(61575225, 11074312,11374377, 11474174, 11404414),威尼斯官方入口双一流学科建设经费,威尼斯官方入口本科生创新项目(URTP2018110045, URTP2018110046 and URTP2018110028)资助。

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