我校在环境催化领域取得进展

(通讯员 王小龙 张妍) 近日，我校材化学院舒杼副教授团队在环境催化领域的研究中取得进展，相关成果发表在国际重要期刊《应用催化B:环境》（Applied Catalysis B: Environmental）（T1，IF = 9.446）上。

光催化分解水产氢是人类未来理想的能源供给方式之一，而具有可见光响应的高效光催化剂的设计合成是该技术走向成功的关键。氧化钛TiO₂是研究最广泛的光催化剂，但它不能利用可见光；新型石墨相氮化碳g-C₃N₄可吸收可见光，但催化效率十分有限。尺寸纳米化、元素掺杂、构建复合材料等，是改进光催化剂性能的有效策略，且侧重于不同方面。构建g-C₃N₄/TiO₂纳米复合材料已被证实为提升g-C₃N₄催化效率的有效手段，但是现有合成方法普遍程序复杂，需要多步反应来实现g-C₃N₄的纳米化及其与TiO₂的复合。

针对这一问题，该研究团队设计了一种简单有效的气相沉积方法及装置（图1），在传统热缩聚合成体相g-C₃N₄的过程中，实现纳米尺度g-C₃N₄在商业化TiO₂纳米颗粒表面的可控生长，同步实现了g-C₃N₄的尺寸纳米化和g-C₃N₄/TiO₂异质结的构建，一步合成了g-C₃N₄/TiO₂纳米复合材料，其可见光催化效率是体相g-C₃N₄的10.8倍（图2）。该工作提出的方法及装置，为g-C₃N₄基纳米复合材料的设计及方便合成提供了更多机会。

该项研究成果是在国家自然科学基金——“基于蒙脱石层间域的石墨相氮化碳纳米片的限域合成及机理”的支持下完成的。论文的通讯作者为舒杼副教授，第一作者为我校2017级硕士研究生谭义根。

论文信息如下：

Title: One-step synthesis of nanostructured g-C₃N₄/TiO₂ composite for highly enhanced visible-light photocatalytic H₂ evolution

Authors: Yigen Tan, Zhu Shu*, Jun Zhou*, Tiantian Li, Wenbin Wang, Zhengliang Zhao

Source: Applied Catalysis B: Environmental 230 (2018) 260–268

Published: FEB 2018

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2018.02.056

图1 通过气相沉积法一步合成g-C₃N₄/TiO₂纳米复合材料的示意图

图2 可见光下产氢量与时间的关系曲线