文獻(xiàn)獎(jiǎng)勵(lì)丨南京航空航天大學(xué)：陳士夫、鄭秀珍等人憑借使用我們MC鎂瑞臣的產(chǎn)品，發(fā)表了最新光催化研究成果！

發(fā)表期刊：Applied Catalysis B: Environmental

文章題目：Efficient photocatalytic H2 production coupling with selective oxidation of aromatic alcohol under carbon neutrality.

第一作者：陳士夫、鄭秀珍

通訊作者：陳士夫

發(fā)表單位：淮北師范大學(xué)

實(shí)驗(yàn)方向：光催化

影響因子：19.503

本文要點(diǎn)

為了實(shí)現(xiàn)高光催化效率，光催化協(xié)同反應(yīng)是能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本研究合成了一系列Zn?Cd???S固溶體，其中Zn?.?Cd?.?S在CO?還原系統(tǒng)中表現(xiàn)出高光催化活性和穩(wěn)定性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了芳香醇的選擇性氧化。以4-氯芐醇為例，主要還原產(chǎn)物為H?（784 μmol g?¹h?¹）和CO（67 μmol g?¹h?¹），氧化產(chǎn)物為4-氯苯甲醛，生成速率為908 μmol g?¹h?¹。此外，還從光生電荷分離、表面缺陷、能帶結(jié)構(gòu)、CO?吸附等方面探討了光催化性能增強(qiáng)的原因。本研究提高了光生電子和空穴的利用率，為碳中和條件下的制氫和有機(jī)合成提供了雙功能光催化體系。

前言

光催化協(xié)同反應(yīng)是能源和環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，目前許多研究聚焦于制氫和有機(jī)合成。在制氫過(guò)程中，一些有機(jī)反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，將醇類、生物質(zhì)和酸轉(zhuǎn)化為精細(xì)化學(xué)品。這種協(xié)同效應(yīng)可以促進(jìn)電荷載流子的分離，有機(jī)物可以降低制氫的吉布斯自由能。然而，光催化效率不高，需要改進(jìn)。本研究以Zn?Cd???S固溶體為研究對(duì)象，構(gòu)建了一個(gè)新的多功能光催化氧化還原體系，實(shí)現(xiàn)了制氫和CO?還原與芳香醇氧化的一體化。

論文第一作者為：陳士夫、鄭秀珍

論文通訊作者為：陳士夫

本文使用設(shè)備

結(jié)果與討論

結(jié)構(gòu)和形貌分析：XRD圖譜顯示所有樣品均為鋅黃錫礦型結(jié)構(gòu)。SEM和TEM圖像顯示樣品由納米顆粒組成，尺寸從10到100納米不等。

光催化性能：Zn?.?Cd?.?S樣品在可見(jiàn)光照射下表現(xiàn)出最高的光催化活性。CO和H?是CO?還原的主要產(chǎn)物，4-氯苯甲醛是芳香醇氧化的產(chǎn)物。穩(wěn)定性測(cè)試表明，經(jīng)過(guò)五個(gè)循環(huán)后，CO和H?的產(chǎn)率略有下降，但整體光催化性能保持穩(wěn)定。

機(jī)理探索：通過(guò)活性物種捕獲劑實(shí)驗(yàn)、光生電荷分離效率研究、表面缺陷分析、比表面積測(cè)定、CO?吸附研究和光學(xué)性質(zhì)分析，探討了光催化協(xié)同反應(yīng)的機(jī)理。發(fā)現(xiàn)鋅空位在光催化協(xié)同反應(yīng)中起重要作用，促進(jìn)了CO?的吸附和光生電子的利用。

全文小結(jié)

通過(guò)水熱法合成的Zn?Cd???S光催化劑中，Zn?.?Cd?.?S在可見(jiàn)光照射下表現(xiàn)出優(yōu)異的光催化活性。由于其合適的價(jià)帶-導(dǎo)帶位置，能夠氧化芳香醇生成相應(yīng)的芳香醛，同時(shí)還原CO?和制氫。此外，CO?的存在促進(jìn)了協(xié)同反應(yīng)，提高了光生電荷的利用率。本研究在碳中和條件下取得了重要突破，為同時(shí)實(shí)現(xiàn)光催化制氫、CO?還原和芳香醇氧化提供了重要的理論和實(shí)驗(yàn)支持。

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