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李教授團隊在《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》發表有關工業高鈦礦渣綠色可持續應用的論文

蘇州科技大學材料科學與器件研究院李教授研究團隊一直從事光分解水等新能源領域的研究。近日,以謝佳樂為第一作者,李教授指導并為通訊作者的科學論文,在“綠色可持續科學與技術領域”頂尖期刊《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》(期刊影響因子為5.951)上發表日博体育平台注册。

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論文題為“Hydrothermally Treating High-Ti Cinder for a Near Full-Sunlight-Driven Photocatalyst toward Highly Efficient H2 Evolution”(鏈接網址:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.7b04756 ,在高鈦礦渣綠色可持續應用方面取得突破性進展日博体育平台注册。將工業廢棄物——高鈦礦渣進行綠色處理日博体育平台注册,應用于光解水制氫,實現附加值提升;相對于常規P25 TiO2,合成的Mn、Fe、Si、Al、S等多種元素摻雜的HiTiO2將光解水產氫速率提高了3.8倍,且該材料具有優異的穩定性和重復性,有望實現大量制備并應用于如空氣凈化、環保涂料等環保領域。

氫能是絕對清潔的能源日博体育平台注册,氫能利用技術是十大旨在引領我國能源科技發展日博体育平台注册、造就中國特色新型能源工業、滿足經濟社會發展需求的重要技術方向之一。氫能利用技術的首要關鍵科學和技術問題是,發展高效日博体育平台注册、清潔和低成本的產氫技術。光解水制氫是一種具有潛力和可靠的制氫技術,其裝置非常簡單日博体育平台注册,成本低廉。然而日博体育平台注册,由于量子效率很低和未能有效利用可見光日博体育平台注册,光解水制氫的轉換效率還是非常低。TiO2是公認為良好的光催化半導體材料,其具有高化學穩定和強氧化性等優點。但是,TiO2僅能夠利用太陽光4-5%的紫外光部分,而太陽光的大部分能量位于可見光區域,因此,研發一種可見光分解水催化劑能夠大大提升太陽能利用效率日博体育平台注册。

高鈦礦渣是一種富含鈦的工業廢棄物日博体育平台注册,其大量堆放不僅占用土地,還會污染自然環境日博体育平台注册。高鈦礦渣的合理利用關系到礦業的供給側改革日博体育平台注册,也關系到“青山綠水”中國夢的實現日博体育平台注册。在該項研究中,創造性地將高鈦礦渣納米化處理成高比表面積和近全光譜吸收的可見光活性材料。該活性材料表現出了優異的光解水制氫性能,包括催化活性、穩定性和可重復性。即使在沒有犧牲試劑情況下,該活性材料也可用于光解水制氫。深入研究發現,金屬和非金屬多元素摻雜能夠顯著地提高全太陽光譜的吸收,抑制電荷復合和降低反應能日博体育平台注册,并能提高材料親水性。此項研究具有重要的戰略意義,該活性材料還可用于室內空氣凈化、環保涂料、防霧化玻璃日博体育平台注册、太陽能存儲等新興環保領域日博体育平台注册。


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