分會(huì)

第二十分會(huì)：固體表界面化學(xué)與多相催化

摘要

開(kāi)發(fā)高穩(wěn)定性和高催化效率的光電極材料用于光電催化分解水制氫不僅能夠?qū)崿F(xiàn)太陽(yáng)能清潔轉(zhuǎn)換，還能夠得到高能量密度的氫氣燃料，是解決全球能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題的有效途徑之一。氧化亞銅等無(wú)機(jī)金屬氧化物易于制備、且具備強(qiáng)的還原能力以及高的理論光電流密度，是一類有望用于實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)的光電極。然而，目前開(kāi)發(fā)的基于金屬氧化物的光電極仍然存在著穩(wěn)定性差和催化效率低等挑戰(zhàn)性難題。面對(duì)這一難題，我們?cè)O(shè)計(jì)了一類噻吩功能化的共軛高分子材料，能夠原位生長(zhǎng)于金屬氧化物表面提升其穩(wěn)定性，同時(shí)通過(guò)調(diào)控高分子的結(jié)構(gòu)與金屬氧化物雜化形成異質(zhì)結(jié)來(lái)進(jìn)一步提高電極的光電性能，從而構(gòu)筑得到一類高穩(wěn)定性和高催化效率的有機(jī)噻吩類高分子/無(wú)機(jī)金屬氧化物異質(zhì)結(jié)光電極。與此同時(shí)，通過(guò)同步輻射光譜技術(shù)深入表征異質(zhì)結(jié)光電極的本征結(jié)構(gòu)，并結(jié)合時(shí)間分辨瞬態(tài)吸收光譜和第一性原理計(jì)算等先進(jìn)表征技術(shù)闡明噻吩類高分子增強(qiáng)和提升金屬氧化物催化穩(wěn)定性和效率的作用機(jī)制，從而為后續(xù)穩(wěn)定高效光電極的制備提供研究基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞

光電催化；有機(jī)半導(dǎo)體；金屬氧化物；異質(zhì)結(jié)；太陽(yáng)能利用

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