南开大学团队研获新式双功用高效光催化剂

  吴军辉）记者从南开大学得悉，该校化学学院赵斌教授、电子信息与光学工程学院王卫超教授联合研讨团队，成功研获一种一起具有光解水产氢和光降解有机物双功用的新式高效光催化剂。该催化剂具有极高的耐热性、水安稳性和催化效能，且可重复运用，这对处理动力缺少、环境污染等地球问题具有极端严重运用价值。日前，介绍该作业的论文在线发表于世界尖端学术刊物《德国运用化学》。

  光解水产氢和光降解有机物是处理动力缺少和环境污染两大世界性难题的有效途径之一，而光催化剂在其间扮演着非常重要的人物。传统的光催化剂主要是贵金属和异质结构半导体资料，因为贵金属的天然储量有限、价格昂扬，异质结构半导体的结构较为杂乱、制备本钱高，阻止了其在处理环境和动力问题上的运用。

  赵斌教授、王卫超教授联合研讨团队战胜以上困难，成功研获了一种一起具有光解水产氢和光降解有机物双功用的新式高效光催化剂——半导体金属有机结构{[CuICuII2(DCTP)2]NO3·1.5DMF}n（以下简称MOF-1）。

  MOF-1的规划、制备及其光催化试验由赵斌教授研讨组完结。该研讨组多年致力于新式金属有机结构资料的规划和制备研讨，有着非常丰富的规划经历和完善的试验条件。研讨人员在规划过程中避开运用贵金属元素，其成分只包括铜、碳、氮和氢元素，并且经过规划新的配体得到了很好的耐热性，经过热重分析法发现MOF-1在高达300摄氏度的高温下仍可安稳存在。

  MOF-1光催化功用的理论猜测由王卫超教授研讨组完成。该研讨组长时间从事光催化资料的理论核算研讨，对光催化的理论机制具有较深的了解。研讨人员选用第一性原理核算办法研讨了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，这与试验中紫外-可见光谱分析所得成果非常符合。研讨人员结合麻省理工学院Aron Walsh研讨组提出的核算多孔资料功函数的最新办法，猜测出MOF-1将一起具有光解水产氢和光降解有机物的两层功用。这在以往的金属有机结构资料的研讨中还未有报导。

  在后续试验中，研讨人员测量了MOF-1光解水产氢的才能。其间以甲醇作为牺牲剂，以H2PtCl6作为助催化剂，在紫外-可见光继续照耀5小时状况下，其产氢率到达了160μmol/g，这样高的功率在现有的金属有机结构资猜中非常罕见。在进一步对MOF-1光降解有机污染物亚甲基蓝的试验中，研讨人员发现，在可见光照耀不到半小时的状况下，亚甲基蓝的含量现已减少了80%，并且重复性试验验证了MOF-1的可重复运用性，这对下降污染物管理本钱至关重要。

  《德国运用化学》由德国化学会和John Wiley & Sons, Inc.联合出版发行，报导化学学科原创性研讨成果，是世界化学类最有必定的影响力的刊物之一。

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