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浙师大“寻”到新型可见光催化剂:可以治水又能制氢
发布时间: 2017-08-26 浏览次数: 13

  光催化技术作为一种高效、安全的环境友好型环境净化技术,近年来常常被运用于水污染治理,作为光催化技术的核心,光催化剂性能的高效与否,决定了光催化技术的效能。

  在浙江师范大学,数理信息学院材料科学与工程系副教授何益明经过多年的基础研究,开发出了一种高效、稳定和廉价的可见光催化剂,在解决环境污染和能源短缺问题具有重要的科学意义和实用价值,并得到了浙江省自然科学基金的大力支持。

  自上世纪70年代,自日本科学家提出“光触媒”技术之后,光催化技术经过了多代发展,已经实现了可见光响应。“也就是说,能够在太阳光的照射下完成催化作用。”何益明介绍说,比起第一代以二氧化钛为代表、只能在紫外光照射下产生反应的的光催化技术,以硫化物、氮化碳为代表的第二代光催化技术效率更高,适用范围也更广。

  作为第二代光催化技术氮化碳“流派”,何益明所做的研究,目的是要找寻氮化碳的“修饰物”,通过组分和含量的优化获得高性能的可见光催化剂。何益明把这个过程成为对氮化碳的“改造”,他告诉记者,氮化碳本身作为一种有机聚合物,具有制备技术简单和成本低廉的优点,同时带隙非常适合可见光响应,可以吸收460纳米以下的光,而且经过“改造”后,其性能还能进一步得到提升。

  不过,寻找修饰物的过程,并不简单。氧化锌、磷酸银、钒酸镧……经过前期的文献材料和相关论文调研,课题组首先要确定几个在理论上能够提升氮化碳性能的修饰物,再经过各轮实验和论证,才能确定经过“改造”后的氮化碳性能是否真的获得提升。最后,课题组发现,在加入钒酸镧作为修饰物后,氮化碳的分离效率和带隙都得到了显著提升,最高的可以比纯氮化碳的反应活性提升6-7倍。

  不仅如此,科研人员在实验中还得到了“意外收获”,他们发现,除了能够实现污水治理外,在经过修饰后的氮化碳还能实现光催化制氢。何益明认为,利用光催化技术将水制成氢气,能够改变如今依赖化石能源结构,对于未来解决能源危机,有效利用氢气有着重要作用。

(转载自“浙江在线”《科技即时报》栏目记者 张吉;通讯员 缪静)