新型高效光催化劑具雙面功能
- 發佈時間：2016-01-30 01:30:32 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
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科技日報訊 （通訊員吳軍輝 記者馮國梧）記者日前從南開大學獲悉，一種同時具有光解水産氫和光降解有機物雙功能的新型高效光催化劑——半導體金屬有機框架（簡稱MOF-1），由南開大學趙斌教授和王衛超教授聯合研究團隊研製成功。這種催化劑具有極高的熱穩定性、水穩定性和催化效能，且可重復利用。
MOF-1的設計、製備及其光催化實驗由趙斌教授研究組完成。其在設計過程中避免使用貴金屬元素，成分只包含銅、碳、氮和氫元素，並且通過設計新的配體得到了很好的熱穩定性，通過熱重分析法發現MOF-1在高達300攝氏度的高溫下仍可穩定存在。
MOF-1光催化性能的理論預測由王衛超教授研究組實現。他們採用第一性原理計算方法研究了MOF-1的電子特性，發現它是一種具有2.0電子伏帶隙的半導體。這與實驗中紫外—可見光譜分析所得結果非常吻合。
研究人員測量了MOF-1光解水産氫的能力。其産氫效率之高在現有的金屬有機框架材料中十分少見。在進一步對MOF-1光降解有機污染物亞甲基藍的實驗中，研究人員發現，在可見光照射不到半小時的情況下，亞甲基藍的含量已經減少了80%，而且重復性實驗驗證了MOF-1的可重復利用性，這對降低污染物治理成本至關重要。
該成果已線上發表于最新一期的《德國應用化學》上。
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