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    北大郭少军&童美萍,合力“水”一篇Nature Synthesis!
    来源: 时间:2023-04-10 14:45:46 浏览:1417次

    第一作者:谭浩

    通讯作者:郭少军教授、童美萍研究员

    通讯单位:北京大学

    DOI:10.1038/s44160-023-00272-z




    研究背景

    引领未来


    过氧化氢(H2O2)是重要工业原料,目前工业合成H2O2的方法是能源密集型的蒽醌法,然而该方法存在严重的安全问题。近年来,利用太阳能的光催化有可能使H2O和O2以100%的原子利用率合成H2O2,其中氮化碳(CN)对H2O2的光合作用具有更高的活性,但大多数CN基材料不能在H2O直接氧化为H2O2的过程中产生有效空穴或形成活性表面位点。基于此,北京大学郭少军教授和童美萍研究员等人报道了一类由Ga-N5原子位点锚定在具有大孔反蛋白石结构的氮化碳催化剂,记为CNIO-GaSA。在可见光驱动下,其可将氧分子和水分子直接光催化合成H2O2




    文章要点

    引领未来


    1、研究报道的CNIO-GaSA光催化剂对H2O2的生产速率为331.7 μmol g-1 h-1,太阳能-化学能转化效率为0.4%,远高于植物自然光合作用的效率(~0.1%)。

    2、综合实验表征和DFT计算共同表明,CNIO-GaSA中的Ga-Ns位点不仅促进了载流子的分离转移和H2O的吸收活化,还通过二电子WOR和二电子ORR途径有效促进了*OH中间体的形成。

    3、基于CNIO-GaSA的自制流动光催化装置,通过其设计的流动系统,可以在天然水中连续合成具有高催化稳定性的H2O2,杀菌效率达到100%。




    图文展示

    引领未来


    图1.CNIO-GaSA的结构表征

    图2. CNIO-GaSA、CNIO和CN的吸收、激发特性和载流子迁移率

    图3. 太阳能驱动连续串联微反应器生产H2O2及其性能研究

    图4. CNIO-GaSA和CN光催化生成H2O2的机理

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    12条评论
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    全部 3小时前 四川
    文字是人类用符号记录表达信息以传之久远的方式和工具。现代文字大多是记录语言的工具。人类往往先有口头的语言后产生书面文字,很多小语种,有语言但没有文字。文字的不同体现了国家和民族的书面表达的方式和思维不同。文字使人类进入有历史记录的文明社会。
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