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李镇江教授团队在Nature子刊等国际知名期刊发表高水平研究论文
2021-09-16 12:55  

日前,学校李镇江教授团队以青岛科技大学为唯一通讯单位在国际知名期刊《Nature Communications》(《自然·通讯》)上发表题为“Interfacial chemical bond and internal electric field modulated Z-scheme Sv-ZnIn2S4/MoSe2photocatalyst for efficient hydrogen evolution(界面化学键和内建电场共调制的Z型Sv-ZnIn2S4/MoSe2光催化剂用于高效分解水制氢)”的研究论文,得到了国际同行评审专家的一致赞同与高度评价。

Z型异质结光催化剂能够在实现光生载流子有效分离的同时,保留具有高还原能力的光生电子,因此往往能实现高效的光解水制氢性能。然而,目前对Z型电荷转移路径的精准调控仍然是一个很大的挑战。基于此,李镇江教授团队通过缺陷诱导的异质结构建策略,在富缺陷硫铟锌(Sv-ZnIn2S4)与二硒化钼(MoSe2)之间构建了以Mo-S键连接的异质结界面,得到一种由界面化学键和内建电场共同调制的Z型异质结光催化剂。该光催化剂表现出优异的光催化分解水制氢性能,并为通过原子级界面接触和内建电场共同促进Z型电荷转移以显著地提高光催化剂的分解水制氢性能提供有益启示。

图1ZnIn2S4及Sv-ZnIn2S4/MoSe2异质结光催化剂的合成示意图

此外,石墨相氮化碳(g-C3N4)由于具有优异的化学稳定性和独特的电子结构,被广泛应用于太阳能光催化转化。但其仍然面临着许多不足,如比表面积小、可见光吸收性能有限、电荷传导能力较弱以及光生载流子复合严重等问题,这些缺点严重制约了g-C3N4的光催化活性。鉴于此,李镇江教授团队通过一种简单、快速、无溶剂、可大规模制备的高能球磨法,将g-C3N4与黑磷(BP)、二硫化钼(MoS2)进行复合,构建出g-C3N4/BP/MoS2复合光催化剂,光催化剂在不加入贵金属助催化剂的条件下表现出优异的光催化分解水制氢及六价铬还原性能。该研究以“Molybdenum sulfide-modified metal-free graphitic carbon nitride/black phosphorus photocatalyst synthesized via high-energy ball-milling for efficient hydrogen evolution and hexavalent chromium reduction(高能球磨法合成二硫化钼改性的石墨相氮化碳/黑磷非金属光催化剂用于高效分解水制氢和六价铬还原)”为题,以青岛科技大学为唯一通讯单位发表在国际知名期刊《Journal of Hazardous Materials》(《危害性材料学报》)(IF=10.588)上。

图2g-C3N4/BP/MoS2复合光催化剂的制备工艺流程示意图

以上工作得到了国家自然科学基金、泰山学者计划、山东省自然科学基金重大基础项目及山东省重点研发计划等项目的资助。材料学院2020级博士生王学花和化学院孟阿兰分别为上述两篇论文的第一作者,李镇江为通讯作者。

论文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-021-24511-z

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.125400


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