摘要：以功能化氮配体为导向,以4,7-二苯基-1,10-菲咯啉为原料,经季铵化、氧化、卤化和醚化合成了一类新型的2,9-二烷氧基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉配体5a^5e。再以Xantphos为膦配体,通过原位配位方法合成一系列氮磷杂配铜光敏剂(Cu PS A^H),在均相光解水制氢体系中研究其光敏活性。制氢结果表明,以2,9-二乙氧基为较佳取代基,Cu PS D的催化产氢总转换数(TON)可达270。在光电物理性能分析中,发现这类杂配铜配合物都有一对相似的氧化还原电位(Eoxd=-0.8 V,Ered=-1.2 V)。具有乙氧取代基的铜配合物CuPSD相对于其他取代基的铜基配合物,荧光最弱,表明乙氧基有助于提高荧光淬灭效率,增强铜光敏剂的光化学转换能力。

摘要：合肥微尺度物质科学国家实验室罗毅教授领导的研究小组,利用第一性原理计算,提出了首个光解水制氢储氢一体化的材料体系设计,该方案具有低成本、通用性、安全储氢的优点,相关成果日前发表在《自然·通讯》上。

摘要：在全球能源转型的浪潮中,氢能产业迎来了前所未有的发展机遇。为促进氢能产业高速高质量发展,推动氢能从传统工业原料向大规模能源应用转型,国家发改委和能源局于2022年联合印发了《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》,从国家层面上明确氢的能源属性,提出氢能产业发展的基本原则以及各阶段的发展目标,部署了推动氢能产业良性健康发展的重要举措。围绕“双碳”目标下热门制氢技术的研究进展进行综述,分析各制氢技术的优缺点,最后对未来制氢技术的发展趋势进行了展望。

摘要：人工光合作用是模拟自然界的光合作用过程,设计制备人工光催化体系,以达到高效吸收、转化和储存太阳能的目的。本文从自然界的光合作用过程出发,综述了国内外人工光合作用的最新研究进展。从基本原理、常用体系和能量转换效率等方面入手,系统介绍了两种人工光合作用体系:模拟自然光合作用系统的超分子和无机半导体光催化体系。在此基础上,分析当前研究中存在的问题,并提出改进能量转换效率的可能对策,最后评述了人工光合作用的发展趋势和应用前景。

摘要：可见光响应型二维复合半导体材料是光催化领域研究的重要内容,构建稳定有效的异质结以促进界面电荷传输是二维复合材料研究的关键。将氮化碳纳米片(C_(3)N_(4))和SnO_(2)纳米片通过煅烧法设计合成面-面堆叠式2D-2D SnO_(2)/C_(3)N_(4)复合半导体。该复合材料保留稳定的C_(3)N_(4)和SnO_(2)的主体结构,同时在界面处形成稳定的异质结。光解水制氢(H2)和活化氧(O_(2))制过氧化氢(H_(2)O_(2))的性能测试结果表明,在可见光照射下,SnO_(2)纳米片含量为5wt%的复合样品SnO_(2)/C_(3)N_(4)-5%具有显著提升的制H_(2)活性(54.9µmol·h^(−1)),约是C_(3)N_(4)纳米片的2.1倍,且具有良好的活性稳定性;在无牺牲剂和助催化剂条件下,SnO_(2)/C_(3)N_(4)-5%活化O_(2)制H_(2)O_(2)的活性达78.9µmol·L^(−1)·h^(−1),约是C_(3)N_(4)纳米片的11.9倍。结构表征及电化学测试结果表明,异质结的建立有利于C_(3)N_(4)光生电子向SnO_(2)表面快速转移,抑制了激发电子空穴的复合率,从而大幅提升了光催化还原性能。

摘要：树枝状纳米球独特的三维中心辐射状孔道结构使其具有出色的比表面积和孔体积。客体物质可负载于多级孔道内,形成新型的载体/递送/反应平台。本研究设计构筑了一类具有高稳定性的多功能复合材料——树枝状硅钛杂化纳米球负载金纳米颗粒催化剂。使其经过系列化学反应及改性过程,树枝状硅钛杂化纳米球依旧保持中心辐射状纹理结构,孔道内成功负载了锐钛矿二氧化钛和超细金纳米粒子。结果表明,相较于树枝状二氧化硅纳米球负载金纳米颗粒材料(对比样),设计合成的催化剂展现出更加优越的多功能催化性能。在模拟太阳光下,其光解水产氢量为210.01μmol·g^(-1),约为对比样的10倍。无光条件下,其降解对硝基苯酚的表观动力学常数为2.150×10^(-3) s^(-1),约是对比样(0.111×10^(-3) s^(-1))的19倍。

摘要：以能源开发(如光解水制氢)及环境保护(如有机物降解)应用为目标,负载型贵金属催化剂在设计、制备及理论研究方面已取得了长足的发展。本工作以具有特异形貌及结构的树枝状二氧化硅纳米球载体为基础,通过溶胶-凝胶法在其孔道引入二氧化钛纳米颗粒形成硅钛杂化结构。通过有机改性技术,在树枝状硅钛杂化纳米球表面接枝氨基官能团。然后,通过浸渍法和硼氢化钠还原手段,在杂化纳米球孔道负载超细金纳米粒子。不同手段表征结果显示实验成功制备了树枝状硅钛杂化纳米球负载金纳米颗粒复合材料。在模拟太阳光下,所得催化剂光解水产氢量及速率为69.08μmol·g^(-1)和13.82μmol·g^(-1)·h^(-1),约为对比样催化剂(树枝状二氧化硅纳米球负载金纳米粒子)的7倍。在无光条件下,其降解对硝基苯酚的表观动力学常数为6.54×10^(-3)s^(-1),约为对比样的17倍(0.372×10^(-3)s^(-1))。由此可见,设计合成的新型催化剂展现出优越的多功能催化活性。

摘要：REPORTER’S NOTES人物素描经过了一个暑期的沉淀,校园里又热闹起来。早晨8点刚过,记者来到了天津大学化工学院。“这些设备都是我们自己设计建造的。”实验室内,一位老师一边指导学生,一边指着正在运行中的设备对记者说。这位老师名叫王拓,今年40岁,是天津大学化工学院的教授、博士生导师。王拓的科研项目围绕“薄膜的气相沉积”展开,其主要应用是芯片制造与光解水制氢。

摘要：尽管新技术不断涌现,但氢的实际应用尚需时日。除去成本因素外,一个重要原因是氢气的收集和存储上的诸多技术瓶颈。近日,首个光解水制氢储氢一体化的材料体系设计成果发布。水解制氢的另一技术障碍在于催化剂的昂贵和低效。中国科学技术大学运用创新工艺,研制出一种廉价、高效的新型钌单原子合金催化剂。