太阳能光催化技术是一种在能源和环境领域有着重要应用前景的绿色技术,它不仅能实现太阳能向化学能的清洁转换,还可以有效地处理各种工业有机污染物和重金属废水。然而,目前太阳能光催化技术仍然存在可见光利用率低和光生电荷易复合等问题,导致太阳光转换效率低,限制了太阳能光催化技术的实际应用。
构建异质结光催化剂能明显改善可见光的吸收和降低光生电荷的复合,被认为是提高光催化性能最为有效方法之一。然而,传统的方法制备异质结光催化剂材料可能存在交界面接触不紧密和不充分等问题,不利于光生载流子在交界面处的分离和传输。基于此,近年我们发展了一种原位相转换的策略先后成功合成了异质结结合紧密的Bi2S3/WO3和BiVO4/WO3异质结光阳极材料。
最近,我们将此策略运用到合成TiO2基异质结光阳极(TiO2→CdTiO3/TiO2→CdS/TiO2),与传统方法制备的CdS/TiO2异质结光阳极相比,原位相转换制备的CdS/TiO2异质结光阳极具有优异的光电化学性能。这一研究工作发表在英国皇家物理学会的Nanotechnology期刊上,论文的第一作者是刘灿军博士,该工作得到中南大学李洁教授和本院的陈述副教授的指导和帮助,也得到了国家自然科学基金(51502088)和湖南省自然科学基金(2017JJ3079)的资助。
[1] Liu Canjun*,Yang Yahui,Li Jie*,Chen Shu. Phase transformation synthesis of TiO2/CdS heterojunction film with high visible-light photoelectrochemical activity. Nanotechnology, 2018, 29(26): 265401.
[2] Liu Canjun*,Yang Yahui,Li Jie,Chen Shu.. An in situ transformation approach for fabrication of BiVO4/WO3 heterojunction photoanode with high photoelectrochemical activity[J]. Chemical Engineering Journal, 2017, 326: 603-611.