研究发现半导体光催化剂中单步两电子转移机理

8月31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(筹)太阳能研究部李灿院士团队首次揭示了强碱条件下半导体与分子产氢催化剂之间两电子转移机理,相关研究成果以通讯形式发表在《美国化学会志》上。 该研究团队多年来一直从事半导体与分子催化剂(金属络合物分子)耦合体系的研究,旨在利用半导体的宽光谱吸收和分子产氢(或产氧)催化剂的高活性构建高效的光催化分解水产氢体系。 太阳能光催化分解水是一个涉及多电子转移的光化学反应过程,对于许多光催化体系的光生电子在半导体与催化剂之间的电荷转移机理并不明确。科研人员通过对CoPy/CdS体系的电子转移热力学和动力学分析,结合电子自旋共振和紫外-可见吸收对钴络合物中间物种表征发现:当pH=13.5时,如果电子由CdS到Co(III)Py转移经由两步的单电子转移过程,即Co(III)Py—Co(II)Py—Co(I)Py,第二个光生电子从CdS转移到Co(II)Py,生成催化质......阅读全文

利用时间分辨TAS研究光生载流子的动力学行为

  光催化太阳能转换是解决能源和环境问题的有效方式之一。黑磷烯作为一种新兴的二维材料,具有层数依赖的直接带隙、宽的光谱响应、高的载流子迁移率、丰富的活性位点等诸多优点,近几年来被广泛用于光催化太阳能转换领域。但是黑磷烯制备条件苛刻,并且光生载流子复合快等问题限制了其在光催化领域的发展。开发温和的制备

上海在黑色二氧化钛制备与太阳能利用方面取得进展

  二氧化钛,作为重要的新能源和环境保护材料,在光催化、太阳能发电、太阳能集热等方面被广泛应用。然而,二氧化钛的太阳能利用面临巨大的挑战,主要原因在于光吸收范围窄、电子-空穴对的分离效率低。二氧化钛只能吸收太阳光谱中~5%的紫外光,而无法利用可见光和近红外光的能量;本征电导率只有~10-10 S/c

华中科大共价三嗪框架薄膜制备研究获进展

  华中科技大学化学与化工学院谭必恩团队近日在共价三嗪框架薄膜制备方面,取得新的研究进展。团队采用脂肪胺介导的界面聚合法制备自支撑、透明、柔性、厚度和横向尺寸可调的半结晶共价三嗪框架薄膜,从而实现了固载的有机半导体薄膜光催化系统的构建,有望成为发展实际有效的光催化系统的关键手段。  据介绍,光催化水

中国科大发现基于纳米配位化学新型广谱光催化制氢技术

  太阳能和氢能是公认的清洁能源,有望缓解当前全球范围的能源危机。光催化分解水制氢技术是一种可以直接将太阳辐射能转化为氢能的途径,是极具发展潜力的新能源技术。光催化制氢技术是基于半导体带间跃迁的一种作用机制,其实际应用目前主要受限于催化剂成本和能量转换性能。有机半导体材料通常由自然界丰富的碳、氢、氮

中科大发现基于纳米配位化学的新型广谱光催化制氢技术

  太阳能和氢能是公认的清洁能源,有望缓解当前全球范围的能源危机。光催化分解水制氢技术是一种可以直接将太阳辐射能转化为氢能的途径,是极具发展潜力的新能源技术。光催化制氢技术是基于半导体带间跃迁的一种作用机制,其实际应用目前主要受限于催化剂成本和能量转换性能。有机半导体材料通常由自然界丰富的碳、氢、氮

铁电极化助力Z机制人工光合系统可见光解水制氢研究

  通过模拟自然光合作用,构建Z-机制人工光合系统,有望突破高效可见光解水的挑战,是实现太阳能驱动光解水制氢颇具潜力的途径(图1A)。然而,传统Z-机制系统中的光生电子与空穴在光催化材料表面分布无序,同时氧化还原电对在材料表面的吸附呈无序状态,导致氧化还原电对在作为系统中低能空穴(来自产氢光催化材料

中国科大提出光解水制氢的新机制

  近日,中国科学技术大学教授杨金龙研究组提出了一种新的光解水的催化机制,使得利用红外光进行光解水制氢成为可能,为今后全频谱利用太阳能铺平了道路。该成果发表在最新一期的《物理评论快报》上。   利用太阳光分解水制氢,为人类提供清洁燃料,被视为化学的圣杯。水分解是吸热反应,传统理论要求光催化剂的能隙

黑色二氧化钛制备与太阳能利用研究获系列进展

  二氧化钛作为重要的新能源和环境保护材料,在光催化、太阳能发电、太阳能集热等方面被广泛应用。然而,二氧化钛的太阳能利用面临巨大的挑战,主要原因在于光吸收范围窄、电子-空穴对的分离效率低。二氧化钛只能吸收太阳光谱中~5%的紫外光,而无法利用可见光和近红外光的能量;本征电导率只有~10-10 S/cm

金属所在奥里维里斯相铁电材料光解水制氢研究方面取得进展

  太阳能光催化分解水制氢是获取绿氢极具潜力的技术,其走向应用的关键是发展高效稳定的半导体光催化材料。铁电光催化材料(例如PbTiO3、BiFeO3、Na0.5Bi0.5TiO3和Bi3TiNbO9)由于具有能够促进光生载流子分离的内建电场而广受关注。其中,Bi3TiNbO9是一种奥里维里斯(Aur

中国科大在光催化全解水研究中取得进展

  近日,中国科学技术大学国家同步辐射实验室教授韦世强和特任教授姚涛课题组在利用同步辐射X射线吸收谱学(XAFS)技术精确设计单活性位点钴基催化剂实现太阳光驱动自发水分解研究中取得新进展,相关研究成果发表在《德国应用化学》期刊上(Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 931

研究揭示铁电体光伏效应中两种不同电荷分离机制

近日,中科院大连化学物理研究所李灿院士、研究员范峰滔等利用表面光电压方法,揭示了铁电半导体光伏效应中的弹道传输和漂移机制。相关成果发表在《物理化学快报》上。 在太阳能光催化过程中,提高太阳能转化效率的核心问题是提高光生电子和空穴的分离效率。由于自发的极化引起的不对称电荷分离,铁电半导体材料被认为

分解电压的分解电压和超电压

在标准状态下,在酸性介质中,以电池方式完成反应现在要使反应逆转,即拟以电解的方法完成下面的反应理论上要加1.23V的直流电即可。1.23V成为理论分解电压。实际情况如何?看如下的实验数据—电解池的电流随外电压变化的情况。当外电压小时,电解池的电流极小且变化很不显著。当电压超过1.70V后,电流明显增

两种纳米晶体的液态合成物可提高太阳光收集能力

  太阳能之所以没有被广泛利用的一个原因是,吸光材料不耐用。长时间使用后,吸收太阳辐射用于发电的材料不是过热就是分解,这降低了其与其他可再生能源竞争的能力,比如风能和水能。   最近,这种问题得到了解决。由两种无机纳米材料构成的合称为比其相对应的有机物都要经久耐用。这篇发表在Journa

-中科大研制新型空气净化器-可除甲醛甲苯

  记者3月20日从中科大获悉,该校国家同步辐射实验室高琛教授课题组最近利用光催化材料,研制出新一代空气净化器。这种净化器不仅能够有效滤除PM2.5,而且还可以去除室内装修材料释放出的甲醛、甲苯等挥发性有害气体,空气净化能力比普通市售产品高2倍到3倍。   光催化材料,是一种在光照条件下能够发生氧

东北地理所在光解水制氢研究中取得进展

  目前,不可再生的化石能源(煤、石油、天然气)在能源消费结构中扮演着主要角色,人类正面临着矿物燃料枯竭与环境污染的双重威胁,发展新能源及可再生洁净能源已迫在眉睫。氢能因其储量丰富、清洁、可再生等优点被认为是可以取代石油、煤和天然气的最理想、最有应用前景的绿色能源,利用太阳能分解水制氢将是从根本上解

东北地理所在光解水制氢研究中取得进展

  目前,不可再生的化石能源(煤、石油、天然气)在能源消费结构中扮演着主要角色,人类正面临着矿物燃料枯竭与环境污染的双重威胁,发展新能源及可再生洁净能源已迫在眉睫。氢能因其储量丰富、清洁、可再生等优点被认为是可以取代石油、煤和天然气的最理想、最有应用前景的绿色能源,利用太阳能分解水制氢将是从根本上解

同步辐射在光催化全解水研究中取得重要进展

  近日,中国科学技术大学国家同步辐射实验室韦世强教授和姚涛特任教授课题组在利用同步辐射X射线吸收谱学(XAFS)技术精确设计单活性位点钴基催化剂实现太阳光驱动自发水分解中取得重要进展,相关研究成果发表在《德国应用化学》期刊上(Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 9312

我所揭示铁电体光伏效应中两种不同的电荷分离机制

近日,我所太阳能研究部(DNL16)李灿院士、范峰滔研究员等利用表面光电压方法,揭示了铁电半导体光伏效应中的弹道传输和漂移机制。  在太阳能光催化过程中,提高太阳能转化效率的核心问题是提高光生电子和空穴的分离效率。由于自发的极化引起的不对称电荷分离,铁电半导体材料被认为是太阳能光催化燃料生产的理想催

科学家揭示铁电体光伏效应中的电荷分离机制

近日,我所太阳能研究部(DNL16)李灿院士、范峰滔研究员等利用表面光电压方法,揭示了铁电半导体光伏效应中的弹道传输和漂移机制。 在太阳能光催化过程中,提高太阳能转化效率的核心问题是提高光生电子和空穴的分离效率。由于自发的极化引起的不对称电荷分离,铁电半导体材料被认为是太阳能光催化燃料生产的理想催化

高效绿色硫化氢转化制氢技术

  中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室太阳能研究部李灿院士团队和昆士兰大学纳米材料中心逯高清(Max Lu)、王连洲教授团队合作,在光电催化-化学耦合分解硫化氢研究中取得重要进展,相关研究成果发表在德国《应用化学》上,并被评为“hot paper”(热点文章)。   硫化氢作为

氮缺陷石墨相氮化碳的可控合成及光催化性能研究

  利用地球储量丰富且不会造成二次污染的非金属元素(如C、N、O等)制备性能优异的光催化材料,是实现太阳能清洁转换的理想途径。石墨相氮化碳(g-C3N4)是一种独特的2D层状非金属材料,其能带结构非常适合光催化分解水中的产氢和产氧两个关键半反应步骤,同时兼具合成方法简便、热稳定性良好等优点,因此被普

新型太阳能设备可将脏水变成氢燃料和饮用水

  研究人员发明了一种漂浮的太阳能装置,可将受污染的水或海水转化为清洁的氢燃料和饮用水。由于该装置可与任何开放式水源协同工作,且无需外部电源,因此可用于资源有限或偏远地区。  光催化水分裂技术可将太阳光直接转化为可储存的氢气,但通常需要纯净水和土地来安装设备,同时还会产生无法利用的废热。由于水是一种

光催化的原理

光催化原理是基于光催化剂在光照的条件下具有的氧化还原能力,从而可以达到净化污染物、物质合成和转化等目的。通常情况下,光催化氧化反应以半导体为催化剂,以光为能量,将有机物降解为二氧化碳和水。因此光催化技术作为一种高效、安全的环境友好型环境净化技术,对室内空气质量的改善已得到国际学术界的认可。

浅谈光催化技术

TOPTION公司针对于现在社会的能源危机,我公司多年来专注于光化学反应仪,光催化反应器,紫外光化学反应仪,可见光光化学反应仪,高压汞灯光化学反应仪,长弧氙灯光化学反应仪,强制循环光催化反应器,微量模拟型光化学反应仪。 以至后来又引进国外的先进技术,结合中科院老师的指导,特开发出来一种制造新

光催化的原理

光催化原理是基于光催化剂在光照的条件下具有的氧化还原能力,从而可以达到净化污染物、物质合成和转化等目的。通常情况下,光催化氧化反应以半导体为催化剂,以光为能量,将有机物降解为二氧化碳和水。因此光催化技术作为一种高效、安全的环境友好型环境净化技术,对室内空气质量的改善已得到国际学术界的认可。

光催化中活性位点的动态行有新解

近日,电子科技大学资源与环境学院的科研人员在美国《国家科学院院刊》发表论文,对光催化中活性位点的动态行为这一科学难题提供了新的理解,为实现高选择性催化和精准构筑动态活性位点提供了全新的思路。太阳能驱动的二氧化碳转化研究应对了温室气体排放和可持续能源需求所带来的挑战,对环境和能源领域具有重要意义。阳光

尿素分解试验

 (1)原理:某些细菌具有尿素分解酶,能分解尿素产生大量的氨,使培养基呈碱性。   (2)培养基:尿素培养基。   (3)方法:将待检菌接种于尿素培养基,于35℃孵育18~24h小时观察结果。   (4)结果:培养基呈碱性,使酚红指示剂变红为阳性,不变为阴性。   (5)应用:主要用于肠

糖原的分解

  糖原分解不是糖原合成的逆反应,除磷酸葡萄糖变位酶外,其它酶均不一样,反应包括:  这样将糖原中1个糖基转变为1分子葡萄糖,但是磷酸化酶只作用于糖原上的α(1→4)糖苷键,并且催化至距α(1→6)糖苷键4个葡萄糖残基时就不再起作用,这时就要有脱枝酶(debranching enzyme)的参与才可

二维金属有机框架中长寿命电荷分离态有大作用

  近日,中科院大连化学物理研究所研究员金盛烨团队与研究员孙承林团队合作,在二维金属有机框架(MOFs)载流子动力学研究方面取得了新进展,提出并论证了长寿命内部电荷分离态对二维 MOFs光催化性能的提升具有关键作用。相关研究成果发表于《美国化学会能源快报》。  金属有机框架作为一种有机-无机杂化类材

应用技术所基于金属/半导体设计取得光解水制氢新进展

   目前全球面临能源危机和环境污染的严峻挑战,发展高效、清洁的可再生能源技术已成为各国政府的重要目标,利用太阳能来光催化分解水制氢有望成为解决能源危机的有效途径之一。近日,应用技术研究所田兴友研究员领导的课题组与中国科学技术大学高琛教授课题组合作,在金属/半导体光催化纳米材料结构设计合成研究领域取