光电材料与技术国家重点实验室、纳米技术研究中心、理工学院杨国伟教授研究组最近在能源与环境纳米材料即可见光纳米催化水污染治理和氢能产生研究方面取得重要进展,相关成果发表在国际纳米科学权威刊物《ACS Nano》。
近年来,环境与能源问题受到了全世界的广泛关注,而光催化有机物降解和分解水制氢也因此成为环境与能源科学关注的热点。作为一种典型的光催化剂,钨酸银已经被证实了具有较好的光催化性能,然而,大的光学带隙导致其只能利用太阳光中百分之四的紫外光。尽管纳米复合作为一种传统的手段已经被多次用于改进钨酸银的光催化性能,但是,钨酸银的可见光催化到目前为止仍然没有实现。最近,杨国伟教授研究组的林昭勇博士生与李继玲讲师合作在实验和理论上证实:可以通过液相激光熔蚀(laser ablation in liquid, LAL)技术对钨酸银纳米棒引入晶格缺陷从而导致其发生电子再构,进而使其能带收窄,最终实现可见光催化。他们的实验和第一性原理计算证明了所制备的钨酸银纳米棒晶体中存在丰富的[WO6]团簇畸变,缺陷密度增加2.75倍。这些缺陷在钨酸银的禁带中插入了大量的缺陷能级,使得其能带显著收窄。重要的是,改性后的钨酸银纳米棒不仅表现出优异的可见光光催化甲基橙染料降解,同时光催化分解水制氢性能也首次被证实。相关研究工作发表在7月28日出版的ACS Nano 9 (2015) 7256。
上述研究得到了光电材料与技术国家重点实验室资助。