研究实现光催化助催化剂调控内建电场成像

近日,中科院大连化物所朱剑博士、范峰滔研究员和李灿院士等人利用自主研发的空间分辨表面光电压谱和开尔文探针成像系统研究助催化剂在太阳能燃料转化过程中的作用,发现纳米尺度助催化剂可以有效调控光催化材料内建电场的方向和大小,在界面处形成高达2.5kV/cm的内建电场,局部的光电压值可达到80倍的增强。该研究揭示了助催化剂增强光催化甚至热催化性能的新机制。文章发表在近期出版的《纳米快报》上。 助催化剂是利用光催化和光电催化转化太阳能到化学能过程中非常重要的组成部分。绝大多数的光催化体系都需要引入助催化剂(cocatalyst)来极大提升光催化的活性。人们一直以来对于助催化剂在上述转化过程中所起到的真正作用并不清楚。其中一个重要的原因在于光催化过程中光生电荷做为一种重要的反应中间物参与了绝大多数的催化反应基元步骤,因此光催化性能的提升并不能简单归属于助催化所促进的表面反应动力学。研究团队利用自主研发的空间分辨表面光电压谱和开尔文探针......阅读全文

研究实现光催化助催化剂调控内建电场成像

  近日,中科院大连化物所朱剑博士、范峰滔研究员和李灿院士等人利用自主研发的空间分辨表面光电压谱和开尔文探针成像系统研究助催化剂在太阳能燃料转化过程中的作用,发现纳米尺度助催化剂可以有效调控光催化材料内建电场的方向和大小,在界面处形成高达2.5kV/cm的内建电场,局部的光电压值可达到80倍的增强。

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

我国揭示太阳能催化“向阳背阴”的电子和空穴迁移性差别

  近日,大连物化所范峰滔研究员和李灿院士团队利用自主研发的表面光电压成像仪器,阐明相比于传统的内建电场导致的电荷分离,电子和空穴的迁移性差别可产生扩散控制的电荷分离过程,且后者对不同晶面的电荷分离贡献更大。相关工作发表在《自然-能源》(Nature Energy)上。  光催化过程的理解是高效利用

中科院大连化物所揭示缺陷促进电荷分离新机制

  近日,大连化物所范峰滔研究员、李灿院士团队与德国亥姆霍兹柏林能源与材料中心Thomas Dittrich博士合作,联合利用断层扫描光电压成像(Tomographic-SPVM)、时间分辨表面光电压方法(TPV)在研究半导体光催化剂微纳米尺度电荷分离过程中缺陷的重要作用方面取得新进展。研究成果发表

大连化物所揭示太阳能光催化“向阳背阴”电荷分离机制

  近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员范峰滔和中国科学院院士李灿团队利用自主研发的表面光电压成像仪器,阐明相比于传统的内建电场导致的电荷分离,电子和空穴的迁移性差别可产生扩散控制的电荷分离过程,且后者对不同晶面的电荷分离贡献更大。相关工作发表在《自然-能源》(Nature Energy)上。 

断层扫描光电压成像方法揭示缺陷促进电荷分离新机制

  近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员范峰滔、中科院院士李灿团队与德国亥姆霍兹柏林能源与材料中心博士Thomas Dittrich合作,联合利用断层扫描光电压成像(Tomographic-SPVM)、时间分辨表面光电压方法(TPV)在研究半导体光催化剂微纳米尺度电荷分离过程中缺陷的重要作用方面

我国利用断层扫面光电压成像揭示缺陷促进电荷分离机制

  近日,大连化物所范峰滔研究员、李灿院士团队与德国亥姆霍兹柏林能源与材料中心Thomas Dittrich博士合作,联合利用断层扫描光电压成像(Tomographic-SPVM)、时间分辨表面光电压方法(TPV)在研究半导体光催化剂微纳米尺度电荷分离过程中缺陷的重要作用方面取得新进展。相关研究成果

大连化物所揭示铁电光催化反应的新机制

  近日,我所太阳能研究部(DNL16)李灿院士、范峰滔研究员等通过构筑双极性电荷收集结构,促进了铁电光催化全分解水,并揭示了铁电光催化反应的新机制。  在光催化过程中,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,构筑内建电场是提高电荷分离的有效手段。由于自发的不对称电荷分离和高于带

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

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

新型催化剂实现双功能光催化水氧化/还原

  近日,中科院大连化物所研究员刘健团队与华东师范大学教授胡鸣团队合作,提出了一种新颖、简单的策略,利用普鲁士蓝类似物PBA和二氧化钛(TiO2 )合成了具有非对称性结构的PBA—TiO2  两面神(Janus)微/纳米结构催化剂,实现双功能光催化水氧化/还原。相关研究发表在《尖端科学》上。 J

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

研究阐述了光催化生物质精炼的催化剂设计

近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员王峰、副研究员罗能超团队发表光催化生物质精炼的催化剂设计综述性文章,总结了光催化剂的表面结构、电子结构以及助催化剂等因素对生物质精炼中的界面电荷转移和自由基反应的影响,为实现高效、高选择性的光催化生物质精炼提供借鉴。相关成果发表在《自然-合成》上。生物质是地球

研究阐述了光催化生物质精炼的催化剂设计

  近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员王峰、副研究员罗能超团队发表光催化生物质精炼的催化剂设计综述性文章,总结了光催化剂的表面结构、电子结构以及助催化剂等因素对生物质精炼中的界面电荷转移和自由基反应的影响,为实现高效、高选择性的光催化生物质精炼提供借鉴。相关成果发表在《自然-合成》上。  生物

西安交大团队实现电场大范围调控自旋霍尔角

通过自旋轨道矩(SOT)实现电流驱动磁化翻转的方法,具有响应快、功耗低、高稳定性等天然优势,是开发下一代自旋存储和逻辑器件的重要基础。基于这一原理设计的自旋轨道矩磁随机存储器(SOT-MRAM)有望成为新一代超高性能非易失性存储器,具有广阔的应用前景。 在自旋轨道矩磁随机存储器中,电流流经具有强自旋

全新水溶性小分子助催化剂大幅提高光催化产氢性能

  中国科学技术大学化学与材料科学学院吴长征教授研究组与张群教授研究组合作,研制出全新水溶性简单小分子助催化剂,使光催化产氢性能大幅提升,为摆脱目前广泛使用的贵金属助催化剂提供了新途径。研究成果近日在线发表在《自然·通讯》上。  把低密度的太阳能高效转化为可存储的化学能,是发展可再生能源的重要途径。

我所发表光催化生物质精炼的催化剂设计综述文章

原文地址:http://www.dicp.cas.cn/xwdt/kyjz/202403/t20240327_7055091.html近日,我所生物能源研究部生物能源化学品研究组(DNL0603组)王峰研究员、罗能超副研究员团队发表光催化生物质精炼的催化剂设计综述性文章,总结了光催化剂的表面结构、电

金属所提出增强极性光催化材料性能新思路

  光催化技术在能源利用、环境保护等领域具有广阔应用前景。光催化过程可大致划分为光能吸收、光生电荷分离和表面反应三个主要步骤,其中光生电荷能否有效分离直接制约着整个光催化过程的效率。通过材料设计为光生电荷迁移提供足够驱动力,可有效提高光生电荷分离效率,增强材料光催化效率。近年来,极性光催化材料研究得

大连化物所极性诱导的空间电荷分离促进光催化全分解水

  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中科院院士李灿、研究员李仁贵等与中科院半导体研究所研究员闫建昌团队合作,在人工光合成体系光生电荷分离研究方面取得新进展:发现极性诱导的表面电场有效促进了光生电荷的空间分离,并大幅提升光催化全分解水的活性。  除了晶体形貌和晶面可以被用来调控

研究揭示液相反应环境下光生电荷转移机制

近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员范峰滔、中国科学院院士李灿等在光生电荷转移原位成像研究方面取得新进展,实现了对固-液界面双电层中紧密层电荷的定量测量,完成了对光生电荷从固相空间电荷区到表界面液相反应的全过程追踪。研究发现,反应溶液环境对于光生电荷的分离行为具有重要影响。通过调控反应环境,团队

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

铬酸铋可增强光催化性能与深度矿化污染物能力

  光催化技术能够利用太阳能进行化学燃料合成与环境修复,已经被认为是解决能源短缺和环境污染问题的理想途径。在实际应用中,充分利用太阳光以获得足够高的效率仍然是一个巨大的挑战。同时,光催化剂能带的减小还会削弱其氧化还原的驱动力,尤其是,水氧化和污染物降解反应,因为这些反应往往涉及复杂的多个电子过程。因

李灿院士在宽光谱捕光催化剂全分解水制氢研究取得进展

  近日,中国科学院大连化学物理研究所太阳能研究部中科院院士李灿、研究员章福祥等在宽光谱捕光催化剂Z机制全分解水制氢研究中取得新进展。研究结果发现,通过设计和调控BiVO4表面助催化剂Au的担载,以及双助催化剂(Au和CoOx)的选择性负载,可有效促进BiVO4的产氧性能及其与氧化还原电对离子间的电

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

李灿院士获日本光化学奖

  日前在日本仙台举行的日本光化学协会2017年度会议(Annual Meeting on Photochemistry 2017)上,中科院大连化物所李灿院士获得日本光化学奖,以奖励他在太阳能光催化和光电催化研究方面所做出的贡献,并受邀在大会上做了题为“光催化和光电催化的光生电荷分离的研究”的获奖

能带弯曲是由极化效应还是内建电场引起的

如果你说的是半导体与电解液接触的话,那么:能带弯曲与半导体/电解液结有关对于一个n型半导体当其费米能级等于平带电势时,半导体与电解液之间没有电荷流转,在半导体与电解液接触界面两侧没有多余电荷,因此在固液界面的半导体一侧不会出现能带弯曲。如果电子从电解液流向半导体(即半导体的费米能级低于电解液中氧化还

大连化物所硅基材料用于光电化学分解水研究获新进展

  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、洁净能源国家实验室(筹)李灿团队在硅基半导体材料用于光电化学分解水的光阳极研究中取得新进展,发现了单晶硅基光电极中的界面施主态缺陷能级是制约光电极效率的因素之一,成功对异质结的界面能带结构进行了精细调控,有效提高光电极的电荷分离及水氧化效

研发光催化产氢性能提高32倍全新水溶性小分子助催化剂

   日前,中国科学技术大学化学与材料科学学院吴长征教授研究组与张群教授研究组合作,研制出全新水溶性简单小分子助催化剂,成功将光催化产氢性能提高了32倍,为摆脱目前广泛使用的贵金属助催化剂提供了新途径。成果在线发表在最新一期《自然?通讯》上。   将太阳能高效转化为可存储的化学能,是发展可再生能源的

光催化剂的种类

包括二氧化钛、氧化锌、氧化锡、二氧化锆、硫化镉等多种氧化物硫化物半导体。光催化材料是指通过该材料、在光的作用下发生的光化学反应所需的一类半导体催化剂材料。典型的天然光催化剂就是我们常见的叶绿素,在植物的光合作用中促进空气中的二氧化碳和水合成为氧气和碳水化合物。总的来说纳米光触媒技术是一种纳米仿生技术

光催化剂晶面间电荷分离研究获进展

  近日,中科院大连化物所催化基础国家重点实验室、洁净能源国家实验室(筹)李灿、慕林超、李仁贵等带领团队,在太阳能光催化的光生电荷分离研究中取得进展,相关结果发表在《能源与环境科学》期刊。  光生电荷分离是太阳能光催化研究的关键问题之一。该团队长期致力于太阳能光催化转化中的光生电荷分离研究,相继在国