華東理工大學製備出新型太陽能光解水催化材料

本報訊（記者黃辛）華東理工大學材料學院楊化桂課題組在太陽能光解水領域取得重要進展，成功製備出一種新型太陽能光解水催化材料。相關研究成果日前發表於《德國應用化學》雜誌。

光解水技術可以將太陽能轉換存儲為化學能，被視為解決全球性能源與環境問題的理想方式之一。光解水材料的吸光範圍是太陽能轉換效率的重要影響因素，然而目前已報道的單一半導體光解水材料的吸光範圍在600納米左右。進一步拓寬光解水材料的吸光範圍是該研究領域的一大挑戰。

在這項研究工作中，研究人員基於金屬性光解水材料依靠帶內躍遷來產生電子空穴對這一特點，利用鎢酸銨和鹽酸溶液合成反應中間體鎢酸，通過在氨氣環境下通過固相燒結的方法可控制備出一種分解純水響應波長達765納米的金屬性光催化材料氮化鎢。並通過導電率和電化學阻抗等測試，證明了合成的氮化鎢具有金屬性。同時，通過密度泛函理論驗證了氮化鎢材料的金屬性，並計算出該材料分解水過程為放熱反應，從熱動力學角度印證了其易於完成光解水過程。

該項工作的研究人員表示，這種材料不僅首次實現了金屬性光催化材料全分解水，而且是目前分解純水響應波長最長的單一光解水材料。這一研究成果為拓寬光解水材料吸光範圍提供了重要思路，或使今後全頻譜利用太陽能進行光解水制氫成為可能。

據悉，《物理化學學報》對這項工作做了亮點評述。該研究工作的第一作者為博士生王雨蕾，指導教師為楊化桂教授；理論計算部分由化學與分子工程學院龔學慶教授和博士生聶婷完成。該工作得到了國家自然科學基金、中國博士後科學基金、中央高校基本科研業務費專項資金等項目資助。

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