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材料工程学院孙明轩副教授指导研究生在N/Ti3+掺杂异相结TiO2光催化和光电化学领域取得系列研究成果

时间:2019-03-21浏览:145来源:材料工程学院作者:

近期,威尼斯人现金网材料工程学院孙明轩副教授指导多名研究生在N/Ti3+掺杂异相结TiO2光催化和光电化学领域取得系列研究成果,分别在Dalton Transactions,2017, 46, 15727IF4.099,SCI二区)、Ultrasonics Sonochemistry,2018, 49, 69IF6.012, SCI二区)、Electrochimica Acta,2018, 291, 319IF5.116,SCI一区)、Journal of Alloys and Compounds,2019, 785, 732IF3.779,SCI二区)和New Journal of Chemistry, 2019, 43, 2665IF3.201,SCI三区)。此外,相关研究成果已申请国家发明专利。



目前,环境问题和能源危机仍然是威胁人类社会的两大主要问题。TiO2作为一种典型的半导体材料,由于其价格低廉、化学性质稳定以及环境友好等特点而受到人们的广泛关注。然而,TiO2的禁带宽度较大,只能受到紫外光的激发,对太阳能的利用率很低,且电子-空穴很容易复合,极大地限制了TiO2在能源环境催化领域的应用。因此,利用多种方式对TiO2进行修饰改性显得尤为必要。研究团队利用简单水热法合成出N/Ti3+共掺杂的三相异相结TiO2,实验结果表明N和Ti3+的掺杂能够形成对应的掺杂能级以减小TiO2的禁带宽度,提升TiO2的可见光响应活性,而三种晶相(Anatase-Rutile-Brookite)间的异相结构则有助于加速载流子的迁移,抑制光生电子空穴对的复合,进而提升TiO2的光催化活性。在此基础上,利用石墨烯等进一步修饰改良,研究结果显示,半导体间的异质结能够进一步增强TiO2对可见光的吸收,表现出优异的光催化、超声催化和光电化学性能。

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