工设院硕士研究生杨雯翔在能源光催化领域取得重要进展

（供稿 工设院）随着全球气温变暖加速，氢能源作为清洁低碳能源，受到国家的大力支持，在“十四五”规划中更是提到要加速氢能产业发展，氢能相关技术的研发得到了科研工作者的广泛关注。在光催化制氢研究方面，开发新型高效的异质结光催化剂仍然是实现高效太阳能-化学能转换的一个具有挑战性的问题。日前，bet356官网工程与设计学院硕士研究生杨雯翔在能源光催化领域取得重要进展，并以第一作者身份将研究成果以“Rationally Designed Ti₃C₂MXene@TiO₂/CuInS₂Schottky/S_-scheme Integrated Heterojunction for Enhanced Photocatalytic Hydrogen Evolution”为题发表在国际顶尖期刊Chemical Engineering Journal（IF：13.273，JCR和中科院一区Top）。论文链接：

DOI：https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.132381

传统光催化材料CuInS₂和TiO₂分别存在光生电子空穴对分离速率低，复合速度快，TiO₂的光吸收范围过窄等问题，因此光催化活性普遍很低。本研究采用非贵金属材料Ti₃C₂MXene为基底，通过原位氧化生成Ti₃C₂MXene@TiO₂，再通过水热反应原位生长CuInS₂纳米颗粒，将两种肖特基异质节与S型异质节相结合，构筑了Ti₃C₂MXene@TiO₂/CuInS₂复合材料，在增强可见光捕获、改善电荷转移和增加光催化H₂演化的活性位点等方面具有协同效应，与纯CuInS₂，TiO₂以及单独使用Ti₃C₂MXene作为助催化剂的Ti₃C₂MXene@TiO₂和Ti₃C₂MXene/CuInS₂相比，极大提升了光催化制氢能力，与Ti₃C₂MXene@TiO₂和CuInS₂相比分别提升了约69和636倍，且在长达105小时的循环稳定性测试中表现出高稳定性，在光催化制氢方面具有潜在的应用价值。

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图二 材料相关表征

图三 材料透射电子显微镜照片及能谱

图四 材料性能测试与机理分析

本论文为bet356官网工程与设计学院马国芝课题组与宁波工程学院、乌克兰外籍院士杨为佑团队合作研究成果。论文第一作者为bet356手机版唯一官网登录工程与设计学院硕士研究生杨雯翔，马国芝副教授、侯慧林副教授和王霖博士为共同通讯作者，bet356手机版唯一官网登录工程与设计学院为第一通讯单位，该文章作者还包括bet356官网工设院彭可教授，硕士研究生符胤，宁工杨洪利博士，展晓强博士。该项研究得到了中国博士后科学基金资助项目(No.2020M681966)、国家自然科学基金资助项目(No. 51972178和No. 51801062)、第六届中国-北马其顿科学技术会议交流项目(No. 6-11)、宁波市自然科学基金(批准号：202003N4164)和湖南省研究生科研创新项目的大力支持。

编辑：龚思静

责编：马铁泉