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电子学院博士生岳晓阳在Angewandte Chemie发表研究成果
文:电子学院 图:电子学院 来源:电子学院 时间:2022-08-15 5359

  近日,我校电子科学与工程学院2020级博士研究生岳晓阳在化学领域权威期刊Angewandte Chemie上发表了题为“Highly Strained Bi-MOF on Bismuth Oxyhalide Support with Tailored Intermediate Adsorption/Desorption Capability for Robust CO2 Photoreduction”的研究性论文。岳晓阳为该论文的第一作者,其导师向全军教授为该论文的唯一通讯作者,电子科技大学为第一作者单位。

  光催化还原二氧化碳技术是一项极具前景的绿色技术,能同时缓解温室效应和实现清洁能源再生。在二氧化碳光还原的典型过程中,二氧化碳的吸附和活化、光的捕获和激发、电荷的传输和分离以及目标中间体的解吸等过程深深影响着光催化的整体效率。在催化表面构建应变可以有效调控表面的电子结构,进而加速目标中间体的吸附或解吸。在探究应变设计与催化活性的关系中,d或p带的中心位置通常是一个成功的描述符,基于它与催化剂表面的吸附物自由能的线性关联。然而,d/p带中心对不同的催化中间体的吸附自由能的敏感度是有差异的,深入的机制仍需探究。

  为此,电子科技大学向全军教授等人在二维溴氧化铋载体表面原位锚定铋基金属有机骨架(Bi-MOF)材料,并选择性地在Bi-MOF上构筑了高强度的应变,进而调控光还原二氧化碳中间体的吸脱附行为。经过实验表征和DFT理论计算, Bi-MOF表面高强度的压缩应变极大地降低了铋节点的p带中心并强化了铋节点的不饱和程度。深入研究其轨道杂化,作者发现,对于吸附过程,应变的构筑诱导了新的非简并轨道的重叠并强化了铋节点6p轨道与CO2前线分子轨道的重叠,刺激了CO2分子的吸附和活化。而对于解吸过程,应变工程提升了CO的前线分子轨道,并减少了铋节点6p轨道和CO前线分子轨道之间的重叠,加速了CO*催化中间体的脱附,实现了优异的CO2还原催化活性和较高的CO2到 CO 的光转化效率。这项工作深入研究了应变工程对二氧化碳光还原系统中中间体吸脱附行为的具体调控机制,为设计高活性和高选择性的光催化剂材料提供了一定的思路。

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应变工程对材料光催化还原CO2中间体的吸脱附行为的机制探讨

  岳晓阳为电子科学与工程学院2020级博士研究生,其指导教师为电子学院向全军教授。岳晓阳的主要研究内容为二维铋基光催化材料的表界面调控及其在能源转化领域的应用,荣获电子科技大学博士研究生“学术新秀”奖。迄今为止,以第一作者在Angewandte Chemie, Advanced Functional Materials, Applied Catalysis B: Environmental等期刊发表多篇SCI论文。

  Angewandte Chemie论文链接:

  https://doi.org/10.1002/anie.202208414



编辑:郭嘉琪  / 审核:李果  / 发布:陈伟