近期,西藏大学理学院黄香副教授在天津大学环境科学与工程博士后流动站上与天津大学、天津化学化工协同创新中心、西藏大学理学院谭欣教授共同合作开展了高性能可见光光催化材料的前沿研究工作,研究成果相继以西藏大学理学院为作者单位、以共同第一作者和通讯作者分别发表在Applied Surface Science(2016, 365:209,IF: 2.711,2区TOP) 、International Journal of Hydrogen Energy(2016,10.1016/j.ijhydene.2015.12.200,IF:3.313, 2区TOP)、Industrial & Engineering Chemistry Research(2015, 54 (33):8193, IF:2.587, 2区TOP,化工三大期刊之一)。
高性能光催化材料的开发一直是光催化技术发展的热点问题,而现有的光催化材料普遍存在太阳能利用率低和量子效率低两大问题,已成为制约光催化技术发展和太阳能利用的瓶颈。宽带隙(>3.0eV)半导体材料的能带电势位基本上能够满足光化学反应的热力学条件,但可以利用的太阳光能量非常有限(不到5%);窄带隙(〈2.0eV)半导体虽然可利用的太阳光谱范围很广,但其能带电势位通常很难达到光化学反应的热力学条件。通过能带构造可以对光催化材料进行结构改性而实现宽化导带、提高价带或引入新能级,进而构建出具有窄禁带宽度的高效光催化材料。因此,解决传统光催化材料中存在的热力学可能性与太阳光谱利用范围的矛盾的核心是能带调控理论和方法,即研究具有高光子转化效率的新型半导体材料的设计和制备方法。
作者研究团队发现,在光催化新材料的结构设计和构造中,异质结结构能够有效抑制光生电子复合、拓宽光谱响应范围、提高量子效率,因此,本研究团队合作开展了如下研究并取得重要进展:
合作开展的TiO2-SrTiO3异质结纳米管阵列薄膜的研究表明,SrTiO3导带电位与TiO2导带电位接近,所形成的异质结中间层能阶较低;由于TiO2较SrTiO3稍强的亲电性,当光生电子从SrTiO3导带上跃迁进入中间层内后就会很快跃迁到TiO2导带上;由于半导体异质结中间层较为狭窄,电子掉落其中后与其它杂质相接触几率较低,则不会因杂质碰撞使传输能力受限,因此可有效提升其迁移速率。电子与空穴分别通过尺寸相当的不同纳米颗粒传输,而较短的光生电子与电极之间距离缩短了电子迁移时间,因而可有效提高量子效率。
合作开展的BiOBr-TiO2 p-n结研究表明,BiOX(X=Cl,Br,I)以其特有的晶体结构和电子结构、优良的可见光吸收能力、较高的稳定性和低毒性等优点已成为研究热点之一,但由于BiOBr的导带位置较低、还原性较差,为了提高BiOBr的还原性,本研究团队选择n型半导体TiO2与p型半导体BiOBr复合并设计构造p-n结,这不仅有利于电子和空穴的分离、提高催化剂材料的量子效率;同时提高光生电子和空穴的分离效率。荧光光谱、瞬态光电流和阻抗谱的测试均有效的证明BiOBr-TiO2 p-n结具有更高的载流子迁移速度和更低的光生电子和空穴复合率。
作者研究团队长期致力于太阳能化学转换的光催化材料研究,并持续得到了国家自然科学基金、国家973计划和国家科技基础工作专项、以及天津大学和西藏大学的支持。研究工作通过建立能带调控理论和方法、构建有利于太阳能化学转换动力学条件的表-界面结构,在解决光催化材料普遍存在太阳能利用率低和量子效率低两大问题上不断做出创新性成果。近年来合作研究成果也已经相继发表在国际权威期刊J. Mater.Chem. A (IF:7.443),Ind. Eng. Chem. Res.(化工三大期刊,IF:2.587),Dalton T. (IF:4.197)等上,是西藏大学与天津大学在人才培养和科学研究上深度合作的重要体现。
(新闻审核:党委宣传部)
(新闻来源:谭欣)
下一篇::学院经纬政法学院召开全体教师大会布置暑期各项工作
- 2016级民族医学藏医专业硕、博士研究生拜师会如期举行-西藏藏医学院
- &ldquo青年马克思主义者培养工程&rdquo全国研究培训基地揭牌仪式暨西藏大学2016年&ldquo青马工程&rdquo高级培训班开班典礼在我校举行
- 学院经纬尼泊尔特里普文大学苏西尔博士访问工学院
- 评估动态教育部本科教学工作审核评估专家组进入西藏大学评估考察
- 评估动态教育部本科教学工作审核评估专家组深入推进审核评估工作
- 学术动态第二期全区哲学社会科学教学科研骨干研修班在我校开班
我有话说
成人高考
最新文章
- 1媒体看藏大西藏天利公司与藏
本报拉萨11月22日讯(记者王莉)近日,西藏天利......
- 2媒体看藏大我区各地各部门迅
本报拉萨11月22日综合讯自治区第九次党代会......
- 3西藏大学学生德育体验中心重
西藏大学学生德育体验中心是自治区党委宣传......
- 4第八批援藏干部陈飞副教授为
11月17日,第八批援藏干部东南大学副教授陈飞......
- 5我校在&ldquo创青春&rdquo大
11月15日至19日,由共青团中央、教育部、人力......
推荐文章
热门文章
- 1我校召开第六批驻村工作队员座谈
11月25日,我校召开第六批驻村工作队员座谈会...
- 2尼玛次仁副主任深入工学院调研基
11月10日,自治区人大常委会副主任、学校党委...
- 3我校举行2016年校园十大歌手比赛
10月23日下午,2016年校园十大歌手大赛在我校...
- 4西南交通大学援建的&ldquo西藏社
10月18日上午,由西南交通大学经济管理学院援...
- 52016迎新你我同在 我心暖暖&mda
轻松愉快的暑假生活已经过去,9月2日,在这个...