湖南師范大學工設院碩士研究生楊雯翔在能源光催化領域取得重要進展
隨著全球氣溫變暖加速，氫能源作為清潔低碳能源，受到國家的大力支持，在“十四五”規(guī)劃中更是提到要加速氫能產業(yè)發(fā)展，氫能相關技術的研發(fā)得到了科研工作者的廣泛關注。在光催化制氫研究方面，開發(fā)新型高效的異質結光催化劑仍然是實現(xiàn)高效太陽能-化學能轉換的一個具有挑戰(zhàn)性的問題。日前，我校工程與設計學院碩士研究生楊雯翔在能源光催化領域取得重要進展，并以第一作者身份將研究成果以“Rationally Designed Ti3C2MXene@TiO2/CuInS2Schottky/S-scheme Integrated Heterojunction for Enhanced Photocatalytic Hydrogen Evolution”為題發(fā)表在國際頂尖期刊Chemical Engineering Journal（IF：13.273，JCR和中科院一區(qū)Top）。論文鏈接：
DOI：https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.132381
傳統(tǒng)光催化材料CuInS2和TiO2分別存在光生電子空穴對分離速率低，復合速度快，TiO2的光吸收范圍過窄等問題，因此光催化活性普遍很低。本研究采用非貴金屬材料Ti3C2MXene為基底，通過原位氧化生成Ti3C2MXene@TiO2，再通過水熱反應原位生長CuInS2納米顆粒，將兩種肖特基異質節(jié)與S型異質節(jié)相結合，構筑了Ti3C2MXene@TiO2/CuInS2復合材料，在增強可見光捕獲、改善電荷轉移和增加光催化H2演化的活性位點等方面具有協(xié)同效應，與純CuInS2，TiO2以及單獨使用Ti3C2MXene作為助催化劑的Ti3C2MXene@TiO2和Ti3C2MXene/CuInS2相比，極大提升了光催化制氫能力，與Ti3C2MXene@TiO2和CuInS2相比分別提升了約69和636倍，且在長達105小時的循環(huán)穩(wěn)定性測試中表現(xiàn)出高穩(wěn)定性，在光催化制氫方面具有潛在的應用價值。
本論文為我校工程與設計學院馬國芝課題組與寧波工程學院、烏克蘭外籍院士楊為佑團隊合作研究成果。論文第一作者為湖南師范大學工程與設計學院碩士研究生楊雯翔，馬國芝副教授、侯慧林副教授和王霖博士為共同通訊作者，湖南師范大學工程與設計學院為第一通訊單位，該文章作者還包括我校工設院彭可教授，碩士研究生符胤，寧工楊洪利博士，展曉強博士。該項研究得到了中國博士后科學基金資助項目(No.2020M681966)、國家自然科學基金資助項目(No. 51972178和No. 51801062)、第六屆中國-北馬其頓科學技術會議交流項目(No. 6-11)、寧波市自然科學基金(批準號：202003N4164)和湖南省研究生科研創(chuàng)新項目的大力支持。
