上海电力大学能机学院在光催化应用于清洁能源领域取得重要研究进展

近期，能源与机械工程学院由潘卫国教授和郭瑞堂教授领衔的研究团队围绕光催化应用在清洁能源领域取得重要研究进展，在《Journal of Materials Chemistry A》《Applied Catalysis B: Environmental》《Chemosphere》《Nanoscale》等期刊发表了一系列研究论文。其中，在环境科学领域权威期刊《Chemosphere》（295（2022）133834，IF:8.943）上发表的综述论文“Recent advances and perspectives of g-C3N4-based materials for photocatalytic dyes degradation”入选最新的ESI高被引论文。郭瑞堂教授和潘卫国教授为上述论文的通讯作者。

 

 围绕光催化应用应用于清洁能源领域，研究团队在环境科学领域国际著名期刊《Applied Catalysis B: Environmental》（318（2022）121839，IF: 24.319）上发表题为“A novel double S-scheme photocatalyst Bi7O9I3/Cd0.5Zn0.5S QDs/WO3-x with efficient full-spectrum-induced phenol photodegradation”的研究论文；在材料化学领域国际著名期刊《Journal of Materials Chemistry A》（10（2022）7604-7625，IF: 14.511）上发表题为“Recent progress on van der Waals heterojunctions applied in photocatalysis”的综述论文；在绿色能源国际著名期刊《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》（10（2022）11143-11153，IF:9.224）上发表题为“Construction of Carbon Dots Modified g-C3N4/BiOIO3 Z-Scheme heterojunction for boosting photocatalytic CO2 reduction under full spectrum light”的研究论文；在化学领域国际著名期刊《Journal of Colloid and Interface Science》（627（2022）343-354，IF:9.965）上发表题为“Carbon quantum dots-modified Z-scheme Bi12O17Cl2/NiAl-LDH for significantly boosting photocatalytic CO2 reduction”的研究论文；在纳米科学技术国际著名期刊《Nanoscale》（14（2022）16033，IF: 8.307）上发表题为“A review on TiO2-x-based materials for photocatalytic CO2 reduction”、“Progress and perspectives on 1D nanostructured catalysts applied in photo(electro)catalytic reduction of CO2”的综述论文等系列论文。前两篇论文第一作者为2020级硕士研究生陈欣，其余论文第一作者分别为2020级硕士研究生胡杏、毕哲旭、王娟和2021级硕士研究生李楚凡，郭瑞堂教授和潘卫国教授为上述论文的通讯作者。

 

 

 

苯酚作为受污染水体的一种有毒物质，其在水中降解速度缓慢，排放到环境中对人类的生存和发展以及整个生物圈都造成了干扰和威胁。此外，苯酚的处理难度还比较大。传统的处理苯酚水的方法有很多，但存在着各种弊端。光催化降解废水技术是运用太阳能处理水污染问题的新兴技术，其可将污染物高效的矿化为CO2和H2O，与其他矿物（如无害盐类和无机酸等小分子）作为最终产物。然而目前，半导体的光催化性能容易受到光学吸收和光生电荷分离的影响。鉴于此，开发一种高效稳定的新型光催化剂来降解苯酚显得至关重要。最近在国际顶刊《Applied Catalysis B: Environmental》发表的研究论文，提出了一种全光谱响应的双S型异质结Bi7O9I3/Cd0.5Zn0.5S QDs/WO3-x用于光催化降解苯酚，对苯酚的降解效率达到了100%。研究表明WO3-x作为光敏剂提高了复合物的光响应能力，使得复合材料的光谱响应范围扩展到全光谱，极大促进了光生电荷的产生。另外，由于构建了双S型异质结形式的多通道转移方式极大的促进了光生空穴-电子的分离，从而提高了降解效率。本研究可以用于净化水污染，并且对构建高性能全光谱响应的双S型异质结具有重要的参考价值。

 

上述系列研究工作得到了上海市IV类高峰学科、上海市高水平地方高校“高效低碳发电与清洁能源利用”重点创新团队、机械工业清洁发电环保技术重点实验室和上海发电环保工程技术研究中心等支持。