杨国伟教授研究组在先进纳米能源材料研究中取得新进展

        物理科学与工程技术学院、纳米技术研究中心、光电材料与技术国家重点实验室的杨国伟教授研究组最近在先进纳米能源材料研究方面取得重要进展，相关成果发表在国际能源材料著名学术刊物《Advanced Energy Materials》（SCI影响因子16.14）。

        光催化水分解产氢即在水中直接将太阳能转化为清洁、可持续的二次能源——氢能，是环境与能源科学关注的热点。氧化亚铜一直以来都是备受瞩目的典型可见光催化剂。然而，由于电子扩散长度短、空穴迁移率低导致它的光催化性能和稳定性都无法进一步提高。非金刚石相的纳米碳材料，由于其独特的光电性能，已经被广泛应用于提高光催化剂的性能。而以SP3杂化结构碳原子构成的纳米金刚石，却不曾被应用于可见光催化产氢领域。杨国伟教授研究组的林昭勇博士生首次在国际上证实了纳米金刚石也是一种极具发展潜力的提高光催化剂性能的辅助材料。相比于单纯的氧化亚铜纳米晶，嵌入纳米金刚石的氧化亚铜纳米复合结构的光催化产氢性能和光稳定性都提到了极大的提高。其中，光氢转换效率提升了约10倍。由于所制备的纳米金刚石具有宽谱吸收和上转换发光性能，嵌入纳米金刚石的氧化亚铜纳米晶表现出宽谱响应的特性，而且在近红外波段仍然具有较大的量子效率。同时，他们指出，纳米金刚石的供电子性能以及其与氧化亚铜交错式的能带结构，促进了光生电子从纳米金刚石注入到氧化亚铜，实现了电子空穴对的快速分离。显然，这些研究为纳米金刚石在能源科学领域的应用和新型光催化剂的设计提供了新的思路。相关成果已经在线发表于Advanced Energy Materials（DOI：10.1002/aenm.201501865）。

       本研究得到光电材料与技术国家重点实验室的大力资助。