Advanced Materials封面文章:许仲梓、陆春华教授团队光催化分解水制氢研究新成果

发布时间:2020-04-01     点击数:


构筑内建电场被视为促进光生载流子分离提高光催化剂性能的有效途径。铁电材料由于其可产生自发极化电场抑制载流子复合而受到广泛关注。然而,自发极化内建电场易于被载流子和带电粒子饱和,严重限制了其对光生载流子分离的促进作用。为了解决这个问题,机械能驱动铁电材料产生可再生内建电场持续增强光催化性能的研究相继被报道。虽然取得了一定的进步,但可再生内建电场的产生需要消耗额外的能量,与当今的可持续发展战略相违背。因此,急需开发新型材料体系以实现自然界低密度能量驱动内建电场产生并持续增强光催化性能的提升。

在此背景下,我院许仲梓、陆春华教授团队与东南大学赵远锦教授团队合作,通过构筑热释电-光热-光催化复合微米纤维PVDF-HFP/CNT/CdS首次将热释电电场引入到光催化反应中。在红外光驱动热释电电场的作用下,复合微米纤维光催化分解水制氢效率提高了5倍以上,对应的平均表观量子效率为16.9%。通过热释电输出测试、变温电化学测试及变温荧光表征等证明了热释电电场通过有效促进载流子分离、加快载流子迁移速度和延长载流子寿命可显著增强光催化性能。相关研究成果日前以题为“Construction of Infrared-light-responsive Photoinduced Carriers Driver for Enhanced Photocatalytic Hydrogen Evolution” 刊登于材料领域国际期刊Advanced Materials上,论文第一作者为我院博士研究生代宝莹,通讯作者为我院陆春华教授、寇佳慧教授与东南大学赵远锦教授。相关研究得到了国家自然科学基金、江苏高校优势学科建设工程、江苏先进无机功能复合材料协同创新中心和江苏高校青蓝工程等的资助。


论文链接:https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adma.201906361


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