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我院杨传路教授团队在太阳光催化水解产氢材料设计方面取得重要进展

点击量:   时间:2021-08-16 17:40

近日,鲁东大学物理与光电工程研究院杨传路教授团队在二维异质结光催化材料研究中取得重要进展,相关研究成果以“Two-dimensional heterostructures of AuSe/SnS for the photocatalytic hydrogen evolution reaction with a Z-scheme”为题发表在英国皇家化学会期刊Journal of Materials Chemistry C (中科院分区大类一区,IF=7.393)上。我院2019级硕士生殷齐康为第一作者,杨传路教授为通讯作者,鲁东大学为唯一作者单位和通讯单位。(原文可见:http://doi.org/10.1039/D1TC02423J

利用太阳光结合半导体光催化水解产氢正在成为获得高效、廉价和方便使用的清洁能源的主要方法之一,发展此类高效光催化剂越来越受到研究者关注。与相应的单层相比,带有Z形层的二维(2D)异质结构可以明显改善光生电荷对的重组,并提高过电位,因此可以突破单层二维材料的产氢极限。基于第一原理计算,杨传路教授团队研究了三种二维AuSe/SnS异质结的Z-scheme光催化性能。这些异质结构是AuSe和SnS单层的九种堆叠类型中最稳定的三种,其能量、化学、动力学和热力学稳定性都通过第一原理计算确认。他们发现能带结构、内建电场和光吸收均支持这些异质结以直接的Z-scheme驱动光催化氢和氧化进化反应,而最高的太阳能-氢能转换效率可以达到23.96%。在这些产氢反应中,吉布斯自由能的变化范围为0.63-0.97eV,表明共并不难以实现。因此,二维AuSe/SnS异质结可以成为在太阳光的驱动下用Z-scheme进行光催化水分离产生氢的有力候选者,从而推动发展基于二维AuSe/SnS异质结的高效太阳光催化水解产氢催化剂。

杨传路教授是我院“泰山学者”特聘专家,主要从事分子结构、光谱和势能函数,分子设计和分子模拟,能源材料结构设计等方面的研究。主持国家自然科学基金面上项目6项,获 “山东省自然科学奖一等奖” 1项(第2位),首位获得获 “山东省自然科学奖二等奖” 2项。至2021年8月,在《ACS Appl. Mater. Interfaces》、《Sol.Energ. Mater.& Sol.Energ. C》、《Energy》、《Phys. Rev. A》、《J. Chem. Phys.》等杂志上发表SCI收录论文330余篇,被引用3000多次,H因子25。山东师范大学和曲阜师范大学博士生导师,物理学“国家一流本科专业”、热力学与统计物理学“山东省一流课程”负责人。指导49名研究生毕业获得学位(其中博士生4人)、获得“山东省优秀硕士论文”5篇、“山东省优秀研究生科技成果一/二/三等奖”各1项。获得过国务院政府特殊津贴专家、全国优秀教师、山东省教学名师、山东省优秀研究生指导教师、山东省有突出贡献中青年专家、山东省优秀科技工作者和山东省富民兴鲁劳动奖章等荣誉称号。

上述研究工作得到了国家自然科学基金项目(No. 11874125)的支持。(澳门永利手机登录官网 撰稿:李泉江  审核:张立春)

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