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威廉希尔体育王强教授课题组在《Chemical Engineering Journal》期刊发表研究成果
信息分类:学术活动  发布日期:2020-08-12 15:20:31   点击率:
 

威廉希尔体育王强教授课题组近期在Chemical Engineering Journal(IF 10.652)上发表了题为“仿生聚多巴胺作为电子传递介体构建的Z-型异质结g-C3N4@PDA/BiOBr增强可见光降解磺胺甲恶唑”(Z-scheme heterojunction g-C3N4@PDA/BiOBr with biomimetic polydopamine as electron transfer mediators for enhanced visible-light driven degradation of sulfamethoxazole)的研究论文(https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.124014),论文的共同第一作者为我院研究生郭福荣和陈吉冲,王强教授为通讯作者。

太阳光是一种清洁和可再生能源,因此基于模拟太阳光的可见光驱动氧化-还原反应体系在能源和环境治理等领域有着巨大的应用前景。目前广泛报导的半导体光催化剂往往受制于光生电子-空穴的复合和响应光谱范围窄以及效率低等不利因素,而构筑异质结是提高光催化材料性能的有效途径之一。与传统型异质结光催化剂相比,Z-型异质结光催化剂在促进光生载流子有效分离的同时也增强了氧化-还原能力。因此近年来绿色、经济、高效的Z-型异质结可见光催化材料的开发已成为光催化相关领域的研究前沿和热点。

聚多巴胺(PDA)具有与贻贝粘附蛋白类似的性能,是具有强黏附性的环境友好型生物大分子,同时PDA网络内丰富的共轭p-结构赋予其良好的光吸收和电子传输性能。基于石墨相氮化碳(g-C3N4)和PDA的p-p共轭结构之间产生的p-p*电子离域协同促进电荷转移和PDA的强结合力,作者利用仿生聚多巴胺作为电子传递介体构建Z-型异质结光催化剂g-C3N4@PDA/BiOBr,并系统研究了g-C3N4@PDA/BiOBr对磺胺甲恶唑的可见光催化降解性能和反应过程。活性物种捕获和电子自旋共振波谱(ESR)以及HPLC-MS的实验研究揭示了Z-型异质结构机理。g-C3N4@PDA/BiOBr对磺胺甲恶唑的高效降解源自体系中可见光吸收增强、快速电子传递以及g-C3N4导带(CB)上更强还原能力的光生电子和BiOBr价带(VB)上更强氧化能力的光生空穴的有效分离等协同作用。

该工作首次报道了利用仿生分子PDA作为电子传递介体桥连半导体材料g-C3N4和BiOBr构建Z-型异质结构可见光催化剂,为环境治理的新型、绿色、高效光催化剂的设计提供了有益的思路和方案。

 
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