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新型高效光催化剂具双面功能

  • 发布时间:2016-01-30 01:30:32  来源:科技日报  作者:佚名  责任编辑:罗伯特

  ■最新发现与创新

  科技日报讯 (通讯员吴军辉 记者冯国梧)记者日前从南开大学获悉,一种同时具有光解水产氢和光降解有机物双功能的新型高效光催化剂——半导体金属有机框架(简称MOF-1),由南开大学赵斌教授和王卫超教授联合研究团队研制成功。这种催化剂具有极高的热稳定性、水稳定性和催化效能,且可重复利用。

  MOF-1的设计、制备及其光催化实验由赵斌教授研究组完成。其在设计过程中避免使用贵金属元素,成分只包含铜、碳、氮和氢元素,并且通过设计新的配体得到了很好的热稳定性,通过热重分析法发现MOF-1在高达300摄氏度的高温下仍可稳定存在。

  MOF-1光催化性能的理论预测由王卫超教授研究组实现。他们采用第一性原理计算方法研究了MOF-1的电子特性,发现它是一种具有2.0电子伏带隙的半导体。这与实验中紫外—可见光谱分析所得结果非常吻合。

  研究人员测量了MOF-1光解水产氢的能力。其产氢效率之高在现有的金属有机框架材料中十分少见。在进一步对MOF-1光降解有机污染物亚甲基蓝的实验中,研究人员发现,在可见光照射不到半小时的情况下,亚甲基蓝的含量已经减少了80%,而且重复性实验验证了MOF-1的可重复利用性,这对降低污染物治理成本至关重要。

  该成果已在线发表于最新一期的《德国应用化学》上。

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