近日，中科院大連化學物理研究所研究員章福祥團隊與日本東京工業大學Kazuhiko Maeda教授團隊合作，設計合成了一種層狀結構的寬光譜捕光催化新材料β-ZrNBr，其吸光帶邊可至530nm，表現出較優異的光催化水分解半反應制氫和放氧、光催化半反應還原CO2制甲酸等功能。相關成果發表在《德國應用化學》上。
寬光譜捕光催化材料的設計合成是實現太陽能高效光—化學轉化的基礎，其吸收帶邊越寬，太陽能轉化理論效率越高。
在前期氮氧化物設計合成基礎上，本工作中，科研人員通過氮元素與鹵素離子共取代氧原子策略，合成了氮鹵化物（β-ZrNBr），解決了以往單純氮取代氧過程中由于電荷不匹配（N3-，O2-），導致產生不可避免缺陷態的弊端，實現了兼具寬光譜響應和低缺陷密度的新型可見光催化材料的開發。該新型寬光譜捕光催化材料為層狀結構化合物，其結構單層為雙面Br-離子夾棱形ZrN層板的結構，且通過插層剝離后可得到納米片結構。
此外，科研人員通過在β-ZrNBr表面分別修飾Pt、RuOx、RuRu’分子，實現了該材料光催化還原水產氫、光催化水氧化產氧、光催化還原CO2產甲酸等半反應功能，展示了較好的光化學轉化應用潛力。
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近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員王峰、副研究員羅能超團隊發表光催化生物質精煉的催化劑設計綜述性文章，總結了光催化劑的表面結構、電子結構以及助催化劑等因素對生物質精煉中的界面電荷轉移和自由基反應......