刘岗:太阳能驱动光催化材料

报告题目:太阳能驱动光催化材料:从颗粒调控到系统组装

报告人:刘岗教授,中国科学院金属研究所研究员副所长

报告时间:2023年1月9日,19:30

报告地点:腾讯会议:852-144-552

报告人简介:2003年本科毕业于吉林大学材料物理专业,2009年在中科院金属所获材料学博士学位,随后留所工作。长期致力于太阳能驱动光催化材料等研究,发表SCI论文180余篇,论文被SCI引用3万次,获授权专利27项。作为负责人承担了包括国家重点研发计划项目、国家973计划项目课题、国家杰出青年科学基金项目、优秀青年基金项目以及重点国际合作研究项目等十余项。曾获包括国家自然科学奖二等奖(第1完成人)、科学探索奖、中国青年科技奖、中国科学院青年科学家奖、中国化学会青年化学奖、全国百篇优秀博士学位论文奖等十余项学术奖励。入选国家“万人计划”青年拔尖人才及科技创新领军人才,科睿唯安全球高被引学者(2017-2022年)。任中国材料研究学会青年工作委员会副主任和中国可再生能源学会光化学专委会副主任。

报告摘要:光催化可实现太阳能到化学能的转化,发展可高效太阳能驱动分解水制氢用光催化材料一直是领域研究重点前沿。尽管在过去五十年的研究中百余种半导体被用作光催化材料,但是绝大多数稳定且满足产氢、产氧反应要求的光催化材料往往面临多方面的不足,如1)带隙大,无法有效利用可见光;2)光生电荷复合严重,制约着光催化量子效率的提升;3)对于宽光谱吸收光催化材料,表面催化反应还受制于光生电荷能量低的不足。钛基氧化物是研究最为广泛的光催化材料,但同样面临无可见光吸收和光生电荷分离效率低等瓶颈。本报告将重点介绍氧化钛颗粒的能带结构调控,铁电光催化材料独特的光生电荷分离与反应特性,并进一步利用铁电特性构建具有光生电荷定向迁移与分离能力的新型光催化材料,如TiO2/PbTiO3异质结构,Z-型PbTiO3/BiVO4光催化材料系统,大幅提高了可见光光催化全分解水制氢活性。另一方面,通过发展图案化薄膜异质结构TiO2/Cu2O和BiVO4/Cu2O,所构建的薄膜光催化材料体系可诱导Z-型电荷转移,实现了可见光光催化全分解水制氢。

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