光電化學法(PEC)進行人工光合作用是一種巧妙且環(huán)境友好型的方式來生產清潔燃料H2，PEC系統(tǒng)可以將氧化和還原反應在空間上分離，從而更加實用、有效、安全。經過進一步的研究來提升PEC系統(tǒng)的光轉化效率并降低成本，有望實現(xiàn)大規(guī)模的光電化學分解水應用。釩酸鉍(BiVO4)作為一種很有前途的光電電極，廣泛應用在光電化學領域。將納米鎳硼化物(Ni3B)修飾在BiVO4光電極表面，Ni3B作為一種有效的析氧助催化劑加速表面析氧反應動力學。在AM 1.5G光照和1.23 V vs. RHE條件下，其光電流密度可達1.47 mA·cm-2，約為BiVO4光電極的2.8倍，且水分解效率是純樣的11.3倍。研究表明，Ni3B助催化劑的沉積可以有效降低水氧化反應的屏障，促進光生空穴反應，從而提高BiVO4光電極的PEC性能。相關研究論文發(fā)表在2022年Nano Research, S12274 (中科院1區(qū)top，IF=10.269), 中國石油大學（華東）為第一署名單位，2021級博士生薛克慧為第一作者，朱海豐老師為共同第一作者，于濂清教授為通訊作者。光催化是一種能將太陽能轉化為清潔能源的可持續(xù)發(fā)展的技術。但是目前報道的大多數(shù)光催化材料由于受到載流子分離效率低、嚴重的表面重組和光響應范圍窄而嚴重限制了它們的應用。為解決該問題，團隊提出了將金屬有機框架（MOF）衍生的多孔碳質材料（CNCo-Fe3O4）與超薄的ZnIn2S4納米片耦合，提升復合載流子分離/遷移效率、調控面內載流子分布、增強了表面反應動力學，實現(xiàn)了高效和穩(wěn)定地光催化析氫。該研究成果以研究論文的形式發(fā)表于Journal of Materials Chemistry A, 2022, 10, 22453–22467 (JCR1區(qū)top，IF=14.51)。中國石油大學（華東）為第一署名單位，2021級博士生羅惠華為第一作者，于濂清教授為通訊作者。3.高效穩(wěn)定的γ-NiOOH/ZnCdS光催化劑開發(fā)開發(fā)高性能氫氣析出活性和穩(wěn)定的可見光驅動的光催化劑是非常重要的，遲緩的氧化過程和空穴積累是高催化活性和光穩(wěn)定性的主要障礙。通過原位水熱法制備了一種高效的γ-NiOOH/ZnCdS光催化劑。γ-NiOOH納米片分布在ZnCdS納米球表面并加速空穴轉移。γ-NiOOH/ZnCdS光解水產氫性能最優(yōu)可達到 48.6 mmol/g·h，相對于常用的β-NiOOH/ZnCdS(27.4 mmol/g·h)提升了1.8 倍，其表觀量子效率可達到 18.23% (400 nm)。此外，該光催化劑即使在儲存一年后也表現(xiàn)出良好的光穩(wěn)定性。相關研究論文發(fā)表在International Journal of Hydrogen Energy, 2022, 47(64): 27516-27526 (IF=7.139)，2018級碩士研究生楊錢龍為第一作者，于濂清教授為通訊作者。于濂清教授團隊在光催化材料、光電化學、光解水制氫、磁性催化劑、稀土永磁釹鐵硼(NdFeB)材料等方面取得成果，主持國家自然科學基金、山東省自然科學基金等10余項，獲浙江省科技進步一等獎、青島市技術發(fā)明二等獎、青島市青年科技獎等。在國際知名學術期刊Journal of Materials Chemistry A, Nano Letters, Nanoscale, Nano research, Sensors & actuator B: Chemical等共發(fā)表論文100余篇，擁有授權國家發(fā)明專利28項。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1007/s12274-022-5079-7
https://DOI: 10.1039/D2TA06818D
https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.06.093
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