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上海电力大学在二氧化碳转化和重金属污染控制方面研究取得重要进展

2024-05-29 08:11:05 来源:未来网

  根据最新ESI数据库检索情况,上海电力大学能源与机械工程学院吴江教授重金属污染控制实验室于2023年9月份在高水平国际期刊《Applied Catalysis B: Environment and Energy》上发表的论文“Utilizing Er-doped ZnIn2S4 for efficient photocatalytic CO2 conversion ”(DOI: 10.1016/j.apcatb.2023.123347)入选ESI高被引热点论文。论文第一作者为2021级硕士研究生周方鹤,通讯作者为吴江教授。同时吴江教授课题组发表在《Science of The Total Environment》的光催化脱除烟气重金属方面的研究论文“Construction of Z scheme S-g-C3N4/Bi5O7I photocatalysts for enhanced photocatalytic removal of Hg0 and carrier separation”(DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.162309)同时入选ESI高被引论文。论文第一作者为2020级硕士研究生乔展威,通讯作者为吴江教授和官贞珍博士。

  论文“Utilizing Er-doped ZnIn2S4 for efficient photocatalytic CO2 conversion”以双金属硫化物ZnIn2S4为基础材料,揭示了稀土元素Er掺杂的反应位点局域电场的变化规律,提出了在Er原子上CO2独特的还原路径。文章基于简单的一步水热法合成了掺杂Er的ZnIn2S4光催化剂,将CO2还原为CH4的效率提高了256倍,对CH4的选择性超过90%。论文通过充分的理论分析和实验研究,提出独特的CO2还原反应途径归因于催化剂增强了关键反应中间体*CHO 和*CH2O 的吸附,精确调控反应途径,将CO2靶向还原为CH4。此项工作不仅为开发高效、选择性光催化剂提供了宝贵的见解,而且为CO2转化研究开辟了新途径。

  论文“Construction of Z scheme S-g-C3N4/Bi5O7I photocatalysts for enhanced photocatalytic removal of Hg0 and carrier separation”采用煅烧法制备了S掺杂的g-C3N4/Bi5O7I异质结,光催化脱除Hg0反应速率比g-C3N4和Bi5O7I分别提高了5.2倍和2.1。论文的研究表明S元素的引入降低了g-C3N4的禁带宽度,使g-C3N4的光吸收边界由465 nm提高到550 nm。同时掺杂产生了新的能级,可以作为光生电子俘获中心,从而抑制光生载流子的络合作用,促进了载流子的输运和内置电场驱动的电子与空穴的分离。最后,系统中丰富的氧空位导致能级缺陷,不仅促进了分子氧的活化,而且作为光生电子陷阱,进一步促进了电子-空穴对的分离。这项工作为非金属掺杂异质结光催化体系的潜在发展提供了一个可行的思路。

  上述研究工作得到了国家自然科学基金(52076126),上海市科学技术委员会项目(22010501500)资助,得到了上海市地方高校“光电转化及应用于能源污染控制”重点创新团队、机械工业清洁发电环保技术重点实验室、上海发电环保工程技术研究中心等支持。(通讯员:樊丽达)

作者: 编辑:耿玥

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