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基于大尺度助催化剂设计负载小尺寸光催化剂构建新思路

全文速览 常规的光催化体系是在主光催化剂上负载更小尺寸的助催化剂来构建光催化体系。这受制于主光催化剂的体相载流子复合造成电荷分离效率低和小尺寸的助催化剂提供有限的反应活性位点。本文采用与常规手段完全不同的思路来构建光催化体系,以低成本、大尺度的二维氧化镍或硫化镍纳米片为助催化剂,以超小的锐钛矿二氧化钛为主光催化剂,通过将二氧化钛量子点负载到大尺度的镍化合物纳米片上来构建光催化体系。该设计一方面由于光生载流子的扩散半径大于二氧化钛的颗粒尺寸,从而促进超小的二氧化钛光生电荷的高效分离并迁移至助催化剂-Ni基纳米片上;另一方面,大尺寸的Ni基纳米片提供了更多的反应活性中心,从而实现了高效的产氢活性。通过性能测试,设计的光催化体系的产氢量是纯二氧化钛的16倍。这为合理的设计高效光催化体系来实现水分解、二氧化碳还原、光催化氮固定以及光催化有机反应提供了新的策略。......阅读全文

大化所发表“助催化剂在光催化中的作用”综述文章

  近年来,中科院大连化学物理研究所李灿院士领导的催化基础国家重点实验室分子催化与原位表征研究组及洁净能源国家实验室太阳能部研究团队在基于“结”与“助催化剂”构建光催化体系方面的系列研究工作受到了国际同行的广泛关注。近日,该团队受邀撰写的综述文章Roles of Cocatalysts in P

金属所新型光催化还原材料研究获进展

  自20世纪70年代以来,光催化技术由于在解决人类面临的能源危机和环境污染上的巨大潜力而受到广泛关注。光催化反应中,半导体光催化材料(如TiO2)吸收光被激发,产生光生电子和空穴;光生电子和空穴迁移到材料表面后,既可以发生氧化反应,也可以发生还原反应。以光生电子为主导的光催化还原反应能够有效去除水

看我们的室内空气是如何被催化净化的

  催化科学和技术遍及人们生活的各个领域,从衣、食、住、行到环境、健康、生命及国防安全。当前中国的石油炼制能力已经超过5 亿吨/年,炼钢产能超过亿吨/年,化肥生产量居世界首位,亦已成为世界最大的三大合成材料(合成纤维、合成橡胶、合成树脂)生产国和需求国。据统计,化学工业的80%产值是经催化作用取得,

李灿院士团队在复合光催化体系领域研究引关注

  近日,中科院大连化物所李灿院士团队撰写的综述文章——《助催化剂在光催化和光电催化中的作用》在《化学研究述评》上发表。这是第一篇比较系统阐述光催化和光电催化体系中助催化剂作用的文章。该团队在基于“结”与“助催化剂”构建光催化体系方面的系列研究引起国际同行关注。   利用自然界丰富的太阳能制氢,有

中国科大发现廉价简洁可见光催化体系

  脱去羧基,将自由基片段从羧基的紧密束缚中释放出来,是有机合成尤其是新药合成领域最受关注和最有前景的方向之一。全世界科学家们设计各种催化剂来尝试挑战,中国科大的青年科学家团队独辟蹊径,发明了一种廉价简洁的催化剂体系,成果以研究长文的形式日前在线发表在国际权威期刊《科学》上。  羧酸化合物在生活和生

从概念到产业:绿色化学的征程和未来

  日前,首届绿色与可持续发展化学国际会议在北京召开。绿色化学的先驱者Paul Anastas博士和领军人物如佟振合院士、Klaus Kümmerer、李朝军、Shu Kobayashi、张锁江、赵宇亮、韩布兴、James Clark等绿色化学领域的“big names”齐聚一堂,共同讨论绿色化学和

大连化物所太阳能光催化分解水研究取得新进展

  由于世界范围的能源和环境问题,近年来光催化分解水制氢和还原二氧化碳的研究在国际学术界引起广泛的重视。光催化分解水被认为是最具挑战性的难题,一旦取得突破,有望影响世界能源格局。实现这个反应的关键是发展高效的光催化剂,进而构筑高效光催化或光电催化体系。   近日,中国科学院大连化学物理研究所李灿院

妙!多孔材料增强可见光催化CO2高效转化!

  光催化CO2转化中催化剂的改性方法  利用可持续清洁能源太阳能、模拟自然界中的光合作用并通过光催化技术将“温室气体”CO2转变成化学燃料的策略引起了越来越多的关注。为了提高催化剂的光还原CO2性能,研究主要集中在优化半导体光催化剂的结构和构造表面缺陷,以此来提高对可见光的吸收量和电荷分离效率,其

中国科学技术大学发表10篇CNS,全球学术排名表现出色

Science:中国科学技术大学在量子力学再取新突破  实现对量子系统的调控是人类认识并利用微观世界规律的必然诉求,也是诸多前沿科学领域的核心要素。自旋作为一种重要的量子调控研究体系,在世界各国的量子计划中均被列为重点研究对象。开展单自旋量子调控研究有助于人们在更深层次上认识量子物理的基础科学问题,

理化所模拟铁氢化酶化合物光催化产氢研究获进展

  能源是人类社会赖以生存的物质基础,是经济和社会发展的重要资源。大规模开发利用化石能源迅速消耗着地球亿万年积存的宝贵资源,同时引起气候变化、生态破坏等严重的环境问题。寻找新的、清洁环保、可再生能源是实现人类社会可持续发展的当务之急。氢是一种清洁、高效的能源载体,在燃烧时生成水,不产生污染物。氢化酶

新型光催化还原净水材料可除致癌离子

  近日,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室环境功能材料研究部研究员李琦及其研究团队发展出一种高效光催化还原净水材料,无需加入空穴牺牲剂即可在可见光下高效去除饮用水中常见的致癌阴离子溴酸根。相关研究结果发表于《应用催化B:环境》。  为了提升光催化还原反应的效率,通常需要在反应体系中

新型光催化还原净水材料可除致癌离子

  近日,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室环境功能材料研究部研究员李琦及其研究团队发展出一种高效光催化还原净水材料,无需加入空穴牺牲剂即可在可见光下高效去除饮用水中常见的致癌阴离子溴酸根。相关研究结果发表于《应用催化B:环境》。  为了提升光催化还原反应的效率,通常需要在反应体系中

光热催化液体燃料评价装置

  光热催化是在光催化的基础上同时加热,或在热催化的基础上同时进行光照以达到共同催化目的的一种新型催化手段,是当前催化领域的研究热点。文章介绍了光热协同催化在能源合成领域的应用,包括光热催化CO加直、光热催化CO还原、光热分解水制氢等。研究发现,光催化与热催化耦合确实能够高效驱动反应的进行,明显改善

光热催化液体燃料评价装置介绍

热催化是在光催化的基础上同时加热,或在热催化的基础上同时进行光照以达到共同催化目的的一种新型催化手段,是当前催化领域的研究热点。文章介绍了光热协同催化在能源合成领域的应用,包括光热催化CO加直、光热催化CO还原、光热分解水制氢等。研究发现,光催化与热催化耦合确实能够高效驱动反应的进行,明显改善了单一

中国科大在可见光催化脱羧偶联反应领域取得突破

  光催化利用光照来激发电子引发化学反应,能够在温和条件下实现化学键的断裂与重组。相比于传统的加热反应,具有绿色清洁、安全环保和易于控制等优点。近年来,光催化反应在合成化学领域不断取得突破,一系列光催化反应体系被发现,并成功应用于各种复杂化合物的合成中,展现出突出的合成价值和应用潜力。然而,目前光催

光催化耦合微生物同步降解抗生素及机理分析

  近期,中国科学院城市环境研究所城市污染物转化重点实验室在光催化耦合微生物同步降解抗生素及机理分析方面取得新进展。在已有研究的基础上,对反应体系进行优化设计,在降低光催化材料投加量的情况下,构建了具有快速、高效降解氧四环素(oxytetracycline,OTC)的耦合体系。相关研究成果以Ligh

科学家发现廉价简洁光催化体系

  将羧酸化合物中的羧基脱去,产生的自由基片段在材料、制药等行业有重要用途。中国科学技术大学青年科学家团队独辟蹊径,发明一种廉价简洁的催化剂体系。3月29日,该成果以研究长文形式在线发表于《科学》杂志。  传统的脱羧方法往往在高温下进行,这种方法会产生数量众多、种类不明的副产品,导致最终产品无法方便

新型高级氧化技术处理垃圾渗滤液的研究进展

  垃圾填埋法是城市生活垃圾处理中应用最为广泛的方法之一,产生的垃圾渗滤液是一种成分复杂,难处理的高浓度有机废水[1]。随着垃圾填埋年限的延长,渗滤液中的可生物降解有机化合物浓度在不断的降低,虽然不可生物降解化合物的浓度也在减少,但与可生物降解有机化合物相比是一个很小的比例,其BOD5/COD 的比

研究人员提出“氢农场”新策略

中科院大连化物所提出“氢农场”新策略  近日,中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室院士李灿、研究员李仁贵等在太阳能可规模化分解水制氢方面取得新进展,率先提出并验证了一种全新的“氢农场”策略,该策略基于粉末纳米颗粒光催化剂太阳能分解水制氢,太阳能光催化全分解水制氢效率创国际最高记录。研究

人工光合研究项目取得新进展:太阳光下全分解水

   8月20日,中科院大连化物所催化基础国家重点实验室及洁净能源国家实验室李灿院士和中科院“百人计划”学者陈钧研究员负责的人工光合研究项目取得新进展:将自然光合作用酶PSII和人工半导体纳米光催化剂自组装构建了太阳能光催化全分解水杂化体系,实现了太阳光下的全分解水反应(即:2H2O®O2+2H2)

光催化技术:有机污染物的“克星”避免二次污染

   [导读] 浙江理工大学材料与纺织学院教授王晟和他带领的光催化纳米材料研究团队长期致力于寻找有效去除有机污染物的方法,并最终找到了对付有机污染物的“克星”,而且成功地运用在了宁波童王河的治理中。   在当前诸多环境污染问题中,有机污染物(如农药、染料)已经成为环境科学工作者广泛关注的焦

理化所人工光合成制氢研究获系列进展

  借鉴自然界光合作用的机制和过程,通过人工光合成途径将太阳能转化为化学能,特别是氢能,为人类开发和利用太阳能并逐步解决当前的能源短缺和环境污染问题开辟了一条新道路。因此,设计并制备新型的人工光合成“部件”,构建来源广泛、成本低廉、性能卓越的光催化体系具有迫切的理论和现实意义。  近期,中国科学院理

光催化耦合微生物同步降解抗生素及机理分析方面获进展

  近期,中国科学院城市环境研究所城市污染物转化重点实验室在光催化耦合微生物同步降解抗生素及机理分析方面取得新进展。在已有研究的基础上,对反应体系进行优化设计,在降低光催化材料投加量的情况下,构建了具有快速、高效降解氧四环素(oxytetracycline,OTC)的耦合体系。相关研究成果以Ligh

Zn1-1.5xFexS/g-C3N4复合可见光催化剂的快速微波合成机理

  第一作者:王侨  通讯作者:张广山、李阳  通讯单位:哈尔滨工业大学、青岛农业大学、北京师范大学  论文DOI: 10.1016/j.apcatb.2020.118653  前言:  本推文由论文的第一作者王侨博士倾心打造,张广山教授指导完成。论文由张广山和王鹏教授课题组、李阳教授课题组共同完成

半导体量子点作为光催化二氧化碳还原催化剂

  在自然界中,光合生物能够在太阳光的照射下利用光合色素将二氧化碳(或硫化氢)和水转化为有机物,并释放出氧气(或氢气),该过程是生物界赖以生存的基础,也是地球碳氧循环的重要媒介。受此启发,利用可见光还原的方式将二氧化碳转化为具有高附加值的化学品和/或太阳能燃料(如CO、HCOOH、CH3OH、CH4

金属氧化物半导体材料的制备、微分析及应用研究

本论文以氧化锌稀磁半导体和纳米二氧化钛光催化剂材料为研究对象,针对目前这一领域需要解决的一些问题,将表面微分析技术应用于它们的研究。一方面,探求了制备条件与材料组成、微结构、形貌以及性能的关系;另一方面,研究了载体、外加磁场等对纳米二氧化钛光催化性质的影响,并成功制备了具有实际应用前景的新型阳离子聚

污水处理氧化技术方法分类及原理

化学氧化技术化学氧化技术常用于生物处理的前处理。一般是在催化剂作用下,用化学氧化剂去处理有机废水以提高其可生化性,或直接氧化降解废水中有机物使之稳定化。1 芬顿氧化法该技术起源于19世纪90年代中期,由法国科学家H.J.Fenton提出,在酸性条件下,H2O2在Fe2+离子的催化作用下可有效的将酒石

中国科大复合光催化剂设计取得系列进展

  太阳能被认为是21世纪最清洁的能源,而光催化是一种可以直接将太阳辐射能转化为化学能的途径,是极具发展潜力的新能源技术。无机半导体材料是目前应用最广的光催化活性物质,通常高光催化活性的半导体都具有宽带隙,因而只能有效地吸收紫外光。由于紫外光只占太阳光全谱的5%左右,因此非常有必要发展能够广谱吸光并

大连化物所在太阳能光催化分解水研究中取得进展

  因为世界范围的能源和环境问题,近年来利用太阳能光催化分解水制氢和还原二氧化碳的研究在国际学术界引起广泛的重视。光催化分解水被认为是化学科学领域“圣杯”式的难题,一旦取得突破,有望影响世界能源格局。  中国科学院院士李灿领导的中科院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室太阳能部研究团队长期从事人工光

单个光催化剂粒子不同晶面的光生电荷的光电成像实现

  近日,中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室及洁净能源国家实验室太阳能研究部李灿、所百人计划学者范峰滔和博士生朱剑等在国际上利用自主研制的纳米表面光电压成像系统,首次实现了单个光催化剂粒子不同晶面的光生电荷的光电成像,发现半导体粒子不同晶面间存在不同的空间电荷层内建电场可以促进光生电