新聞網(wǎng)訊 傳統(tǒng)半導(dǎo)體光催化劑受載流子產(chǎn)率、遷移率以及反應(yīng)域的限制，光催化效率似乎難以得到更大的提高。近日，物理科學(xué)學(xué)院教授龍?jiān)茲膳c中科院北京納米能源與系統(tǒng)研究所院士王中林合作，提出了一種基于液滴摩擦電納米發(fā)電機(jī)的高效接觸電催化方法。與傳統(tǒng)的半導(dǎo)體催化劑不同，它利用水滴與聚四氟乙烯PTFE接觸帶電過程中轉(zhuǎn)移的電荷參與催化，輸出的電信號(hào)還可以監(jiān)測(cè)催化程度。該團(tuán)隊(duì)研究了可見光下接觸電催化過程中活性氧是如何循環(huán)生成的，證明了液固界面的接觸起電過程伴隨著大量強(qiáng)氧化自由基的產(chǎn)生，完善了寬帶隙聚合物作為催化劑的催化機(jī)理。實(shí)驗(yàn)表明，機(jī)械力驅(qū)動(dòng)的載流子的高效遷移和分布在整個(gè)水域內(nèi)的活性氧極大地提高了染料的降解效率，結(jié)晶紫染料在38秒內(nèi)降解效率達(dá)到90%，速率常數(shù)k高達(dá)3.7每分鐘，創(chuàng)造了催化領(lǐng)域的新紀(jì)錄。該團(tuán)隊(duì)提出的高效接觸電催化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了污染物液滴可以通過流過介質(zhì)膜的表面來降解，這種簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)和有效方法可實(shí)現(xiàn)廢水中的難以降解污染物的低成本工業(yè)化降解。
該工作以題為“接觸起電使絕緣體聚合物在可見光下實(shí)現(xiàn)高效催化”發(fā)表在國(guó)際知名期刊Water Research 226 (2022) 119242上（影響因子13.4，自然指數(shù)Nature Index來源期刊，環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)Top期刊）。論文第一作者是物理科學(xué)學(xué)院博士研究生宋威志、碩士研究生張甍與中科院北京納米能源與系統(tǒng)研究所博士研究生邱薈靜，論文通訊作者是龍?jiān)茲膳c王中林。
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