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金属-半导体Janus结构材料合成的创新突破
阅读次数: 添加时间:2020/11/26 发布:

 ——南京工业大学冯宇华教授和陈虹宇教授课题组在Angew.Chem. Int. Ed.发表热点论文

 

近年来,光催化技术作为一种有效利用可持续清洁能源太阳能的方法而备受行内研究学者的广泛关注其中就包含关于金属-半导体杂化纳米材料-壳结构的研究在以往的研究中我们发现:-壳构型的异质结构因累积在内核的电荷无法消耗而迅速趋于饱和导致电荷分离效率下降,这在很大程度上限制了其光催化性能。相比核-壳结构,南京工业大学冯宇华教授和陈虹宇教授科研团队发现,Janus(两面型)结构中金属与半导体结构单元的物理分离,使两种材料都有暴露的表面,使其在具备核壳结构优点的同时,不存在电荷积累的弊端。因此,构筑金属-半导体Janus结构对光催化性能的提高具有重要意义。

 

Au-Cu2O异质结构是典型的复合光催化剂之一。Au与Cu2O具有良好的晶格匹配度和材料相容性,能够形成各种形貌的完美核壳结构,但之前的研究一直没有找到强有力的控制手段来突破这个合成壁垒。

   

 

近日,南京工业大学冯宇华教授和陈虹宇教授课题组,基于界面能调控策略,实现了Au-Cu2O从核壳结构到Janus结构的突破。更重要的是,通过单一改变配体用量对Au种子表面能的连续调控,得到了一系列连续变化的Janus结构,表现出传统方法无法实现的调控力,与传统的杂化结构合成中主要取决于材料的本性形成鲜明对比。得益于结构单元物理分离带来的电荷分离效率提升,Au-Cu2O Janus结构的光催化性能得到了显著提高也为金属-半导体杂化材料的合成控制与进一步的应用开启了一扇新的大门。

相关内容以“Continuous Tuning of the Au-Cu2O Janus Nanostructures for Efficient Charge Separation”为题发表Angew.Chem. Int. Ed. 2020, 59,22246–22251(影响因子:12.959),我校博士研究生徐文佳为第一作者。

 

论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202010613

作者:徐小花(化学与分子工程学院);审核:潘运军

 

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