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王津南副教授研究小组在构建Z体系可见光催化材料方面取得新进展

       可见光催化技术作为一种高效、低能耗的高级氧化技术在水处理领域有着巨大的应用潜力,而如何提升光生载流子分离效率和氧化还原能力是实际应用过程中亟需解决的问题。虽然利用晶貌结构与助催化剂调控均能在一定程度上实现上述目标,但构建Z体系通常被学界认为是一种更为简单、有效的方法。
       区别于现有文献报道的构建单一Z体系可见光催化材料研究思路,王津南 副教授研究小组巧妙利用BiVO4的{010}、{110}晶面对光生载流子的“预分离通道”效应,通过光沉积反应选择性负载Ag@AgBr和Co3O4。在可见光催化反应过程中,BiVO4{010}晶面将自身的光生电子快速转移至Ag0上与AgBr的光生空穴复合,避免AgBr的光生电子-空穴对复合。另一方面,BiVO4{110}晶面上的光生空穴则由于Co3O4的“空穴阱”效应被富集。这一过程实现了光生载流子预分离、Z体系和空穴阱效应的协同作用,显著提升了可见光利用效率、光生载流子催化氧化能力和反应稳定性,从而为Z体系可见光催化材料的设计与开发应用提供了新的思路。上述研究成果于2019年3月9日在线发表在国际环境催化领域权威杂志《APPL CATAL B-ENVIRON》(https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2019.03.023)。论文第一作者是硕士生 陈芳菲 同学,通讯作者为 王津南 副教授。这也是《APPL CATAL B-ENVIRON》继2018年9月在同一期上背靠背刊登王津南 副教授研究小组利用晶貌结构调控可见光催化稳定性、利用助催化剂调控界面反应选择性的研究成果后[2018(232): 124-134;2018(232): 574-586],时隔半年再次刊发该研究小组构建Z体系协同调控光生载流子分离与界面反应的研究成果。
图Ag@AgBr/BiVO4/Co3O4的制备与光催化反应机理

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