中国科学院兰州化物所工程中心
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课题组介绍

 

   能源与环境纳米催化材料组成立于2011年10月,毕迎普研究员组建。现已建立起一支由2名研究员,1名助理研究员,4名博士研究生,和6名硕士研究生组成的富有朝气的青年创新研究团队。课题组目前主要从事金属/半导体纳米催化材料结构及功能设计合成,并对其光催化、光电转换、电催化以及室温催化制氢性能进行研究。目前课题组承担有1.中科院杰出人才项目;2.国家自然科学基金优秀青年基金及面上项目;3.科技部重点实验室方向性课题;4. 兰州化物所特聘人才项目;5.中科院西部之光人才培养计划项目. 

 目前实验室拥有的主要科研仪器如下:LP920瞬态吸收光谱仪,气相色谱六套(安捷伦7890A,岛津2014C;上分GC-112A;SP2100),紫外可见分光光度计(岛津-2550配备积分球),荧光分光光度计(日立F-7000);德国M.Braun真空手套箱;光电测试平台(包括电化学工作站CHI660D,太阳能模拟器,全自动单色仪,光功率计),总有机碳分析仪(岛津TOC-L),光催化反应装置3套,旋涂仪,真空和气体两用高温反应器(1200℃)等,能够进行相关的金属/半导体纳米材料的设计合成、物性分析及光催化和光电性能测试。目前课题组已取得了一些创新性研究结果,自2012年以来已在Chem. Soc. Rev, J. Am. Chem. Soc, Adv. Funct. Mater, Nano Energy, Chem Commun, Chem Eur J, Nanoscale, J. Mater. Chem等期刊发表论文70余篇。 

 课题组热忱欢迎有志于从事能源与环境纳米催化材料等方面科研工作的本科生及研究生报考我组硕士或博士,以及具有物理化学及材料化学研究背景,熟悉纳米材料制备、催化性能测试以及各种表征仪器操作方法的博士或相关研究人员来我组从事科研工作。 

   代表性研究成果如下: 

  

 

   1.金属纳米线/半导体晶体异质光催化材料:在金属纳米线表面通过选择性外延生长半导体晶体形成项链状异质结构。由于金属纳米线具有较低费米能级可以高效分离光生载流子,将电子快速转移至金属纳米线。此外,由于其具有独特的项链状结构,富集至金属纳米线的电子可以快速被导出并参与光催化还原反应,而分离后的空穴在半导体表面参与氧化反应。此异质结构光催化剂可以有效解决光生电子-空穴的快速复合以及电子无法导出的难题,从而提高半导体的光催化性能,并且在半导体光催化领域具有极高的通用性和实用性。 

   

 

   2.金属纳米颗粒/半导体异质光催化材料:目前制备的金属/半导体异质光催化材料都是通过金属纳米颗粒在半导体表面的无序沉积,其表面等离子性能及金属的光生电子和空穴分离作用无法调控,因此我们开展了室温溶液法实现金属纳米颗粒在半导体表面的位置及数量选择性生长,其表面等离子体效应及分离电子空穴性能可以理性调控,在此基础上可以系统研究金属纳米晶体的表面等离子体效应和光生载流子分离对光催化性能的影响。 

   

 

   3.金属/半导体纳米阵列复合光电极:开展了溶液法在FTO及ITO基底导向型生长半导体纳米阵列,并在其表面复合金属及半导体纳米晶体从而形成异质光电极,由于其独特的纳米阵列结构可以有效控制光生载流子有效分离及特定位置转移,从而增强其光电转换性能。   

                    

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