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新型高效光催化劑具雙面功能

  • 發(fā)布時(shí)間：2016-01-30 01:30:32  來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)  作者：佚名  責(zé)任編輯：羅伯特

　　■最新發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新

　　科技日?qǐng)?bào)訊 （通訊員吳軍輝 記者馮國(guó)梧）記者日前從南開(kāi)大學(xué)獲悉，一種同時(shí)具有光解水產(chǎn)氫和光降解有機(jī)物雙功能的新型高效光催化劑——半導(dǎo)體金屬有機(jī)框架（簡(jiǎn)稱(chēng)MOF-1），由南開(kāi)大學(xué)趙斌教授和王衛(wèi)超教授聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)研制成功。這種催化劑具有極高的熱穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性和催化效能，且可重復(fù)利用。

　　MOF-1的設(shè)計(jì)、制備及其光催化實(shí)驗(yàn)由趙斌教授研究組完成。其在設(shè)計(jì)過(guò)程中避免使用貴金屬元素，成分只包含銅、碳、氮和氫元素，并且通過(guò)設(shè)計(jì)新的配體得到了很好的熱穩(wěn)定性，通過(guò)熱重分析法發(fā)現(xiàn)MOF-1在高達(dá)300攝氏度的高溫下仍可穩(wěn)定存在。

　　MOF-1光催化性能的理論預(yù)測(cè)由王衛(wèi)超教授研究組實(shí)現(xiàn)。他們采用第一性原理計(jì)算方法研究了MOF-1的電子特性，發(fā)現(xiàn)它是一種具有2.0電子伏帶隙的半導(dǎo)體。這與實(shí)驗(yàn)中紫外—可見(jiàn)光譜分析所得結(jié)果非常吻合。

　　研究人員測(cè)量了MOF-1光解水產(chǎn)氫的能力。其產(chǎn)氫效率之高在現(xiàn)有的金屬有機(jī)框架材料中十分少見(jiàn)。在進(jìn)一步對(duì)MOF-1光降解有機(jī)污染物亞甲基藍(lán)的實(shí)驗(yàn)中，研究人員發(fā)現(xiàn)，在可見(jiàn)光照射不到半小時(shí)的情況下，亞甲基藍(lán)的含量已經(jīng)減少了80%，而且重復(fù)性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了MOF-1的可重復(fù)利用性，這對(duì)降低污染物治理成本至關(guān)重要。

　　該成果已在線發(fā)表于最新一期的《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》上。

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