啟航網訊　　近日，我校能源催化及耐高溫功能材料團隊與電子科技大學、遼寧科技大學、廣西大學、中科院北京納米能源研究所等單位合作，在定向合成性能優異的環境/能源雙效光催化劑方面取得重要研究進展，相關研究成果以“Enhanced photocatalytic degradation and H2/H2O2 production performance of S-pCN/WO2.72 S-scheme heterojunction with appropriate surface oxygen vacancies”為題在線發表于國際頂級能源類期刊《Nano Energy》（IF=16.6）。我校材料科學與工程學院李喜寶副教授為該論文第一作者，通訊作者為遼寧科技大學韓露副教授、廣西大學彭彪林教授和北京納米能源研究所王中林院士，合作作者包括團隊成員黃軍同教授、馮志軍副教授、徐吉林副教授、陳智博士、研究生康棒棒，以及電子科技大學董帆教授、遼寧科技大學張志強教授和羅旭東教授。

　　區別于傳統工業催化，光催化反應過程中催化劑同時產生具有氧化性的光生空穴和具有還原性的光生電子，二者必須同步消耗才能使氧化還原反應持續誘發。長期以來，無論是基于空穴及自由基的強氧化性質發展而來的污水處理、空氣凈化等高級氧化課題，還是利用光生電子還原性質發展而來的水分解制氫、選擇性有機合成、CO2還原和固氮等相關課題，均是側重考察、提升光催化反應中的某一個半反應而言。現階段，同步實現高效光催化還原與選擇性氧化反應是光催化領域的研究熱點，如何合理設計光催化劑體系和異質結構，將光生電子和空穴同時有效利用則是關鍵。

　　該成果采用溶劑蒸發誘導自組裝方法構建了一種新型的具有強內電場和適量表面氧空位的S-pCN/WO2.72 S型異質結。可控的表面氧空位濃度以及深價帶和高導帶的能帶結構協同提高了光催化氧化還原活性。光生載流子利用率和分離效率的提高有效促進了光催化降解有機物和產氫性能的雙效提升。該工作拓展了溶劑蒸發誘導自組裝設計制備CN基光催化劑的合成策略，并將CN材料用于高效光催化分解水產氫與選擇性有機物氧化反應的偶聯，證實了氧化性半導體與還原性半導體構建S型異質結可有效促進超氧陰離子自由基和羥基自由基的形成，該工作為定向合成性能優異的環境/能源雙效光催化劑提供了一種行之有效的設計思路。

　　該研究工作得到了國家自然科學基金、江西省杰出青年基金（青年基金重點項目）、江西省持久性污染物控制與資源循環利用重點實驗室（“重金屬污染物控制與資源化”國家地方聯合工程研究中心）開放基金等項目的重點支持。

　　論文信息：Xibao Li, Bangbang Kang, Fan Dong, Zhiqiang Zhang, Xudong Luo, Lu Han*, Juntong Huang, Zhijun Feng, Zhi Chen, Jilin Xu, Biaolin Peng*, Zhong Lin Wang*, Enhanced photocatalytic degradation and hydrogen evolution performance of S-pCN/WO2.72 S-scheme heterojunction with appropriate surface oxygen vacancies, Nano Energy 81 (2021) 105671.

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2020.105671