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中国科学院化学研究所章宇超团队在光电催化氨氧化反应研究方面取得新进展（图）
章宇超 光电催化 氨氧化反应
2024/1/14
高效光电催化氨氧化反应对于太阳能制氢和氨氮废水整治等领域具有重要意义。目前光电催化氨氧化反应主要集中于自由基介导的间接氨氧化策略，往往需要过量的氧化还原媒介（例如过硫酸盐），导致低的电流效率。因此，如何实现高效光电催化直接氨氧化反应仍十分具有挑战性。
能带排列理论被广泛用于理解光催化、光电催化、光电储能以及第三代太阳能电池等领域中半导体表界面电子传输行为。然而，罗文俊教授课题组研究发现半导体表界面通常发生电子离子耦合传输的法拉第反应，据此提出了法拉第结表界面新模型，并引入了电位窗口（吉布斯自由能）作为半导体表面反应层的热力学描述符(Chem. Sci. 2020, 11, 6297; iScience 2020, 23, 100949; Nat...
本发明提供了一种提高窄禁带半导体光阳极光电催化放氧反应稳定性的方法。通过在窄禁带半导体光阳极表面修饰空穴储存层的方法，抑制在半导体光阳极表面发生的光致自氧化腐蚀反应引起的性能衰减，促使光阳极光电催化放氧反应的稳定进行。利用本发明提供的方法，能够使窄禁带半导体光阳极的活性工作寿命由数分钟提升至数小时以上，这为实现太阳能分解水制氢技术的工业应用提供了一条崭新的途径。
中国科学院化学研究所章宇超团队在光电催化水氧化方面取得新进展（图）
章宇超 光电催化 水氧化 质子耦合
2023/11/12
利用太阳能分解水制氢是未来解决能源问题的重要手段之一。在水分解反应中，水氧化半反应是一种典型的质子耦合电荷转移反应，涉及四个电子和四个质子的转移，是水分解反应的决速步骤。阐明水氧化反应的机理是实现高效全解水的关键。目前，光生空穴的反应级数分析已经成为在分子水平上理解半导体光阳极光电催化水氧化反应机理的有力工具。对于水氧化反应的完整速率方程，水分子的反应级数分析是必不可少的，但在半导体光电催化水氧化...
近日，中国科学院大连化学物理研究所太阳能研究部（DNL16）李灿院士、范峰滔研究员、陈若天副研究员等在太阳能光催化半导体溶液界面电荷转移机制研究中取得新进展。研究团队通过结合纳米金属电极、原位光电化学和差分放大的办法，创新地发展了原位在线条件下光（电）催化体系表界面电化学势和光电压的微观测量技术，揭示了光电催化水氧化过程中的光诱导的表面电势差与水氧化速率之间的普适性线性规律，明晰了光驱动的半导体溶...
分子光电催化：对映选择性脱羧氰基化
分子光电催化 对映选择性 脱羧氰基化
2023/6/20
厦门大学化学化工学院徐海超教授课题组与郑州大学宋金帅副教授合作，在分子光电催化领域取得新进展，实现了对映选择性脱羧氰基化，成果以 “Photoelectrochemical Asymmetric Catalysis Enables Direct and Enantioselective Decarboxylative Cyanation” 为题发表于J. Am. Chem. Soc.。
分子光电催化新进展（图）
分子 光电催化 不对称 合成方法
2023/6/21
厦门大学化学化工学院徐海超教授课题组在分子光电催化领域取得重要进展，开发了首例光电催化不对称合成方法，成果以 “Photoelectrochemical asymmetric catalysis enables site- and enantioselective cyanation of benzylic C–H bonds” 为题发表于Nature Catalysis。
中国科学技术协会光电催化二氧化碳还原国际青年科学家沙龙顺利召开（图）
青年科学家沙龙 二氧化碳 中国科学技术协会
2022/10/26
2022年9月19日至21日，由中国科协主办、南开大学承办、英国牛津大学和德国亥姆霍兹研究所协办的中国科协光电催化二氧化碳还原国际青年科学家沙龙在线顺利召开。
在“双碳”背景下，电解水制氢作为一种绿色环保、可持续的制氢技术路径，越来越受到研究者们的青睐。然而，水分解的半反应—阳极析氧反应(OER)动力学缓慢，导致在分解水时需要克服高能量势垒。为了降低OER的这种能量势垒，常用Ir或ru基等贵金属电催化剂作为OER催化剂。然而，这些贵金属的稀缺性和高成本限制了它们的大规模应用。因此，迫切需要开发低成本、高活性、高稳定性的OER电催化剂来替代贵金属催化剂。
金属-有机框架材料在光电催化水分解领域的研究进展
金属-有机框架材料 光电催化 光电极 水分解
2022/3/16
光催化分解水是将太阳能转化为化学能的有效手段之一。相比于粉末光催化，采用H型电解池的光电催化方法具有材料选择范围大、载流子迁移和分离效率高、电极易于回收等优点。近年来，金属有机框架材料（MOFs）在光电催化水分解领域得到越来越多的应用。相比于传统无机催化剂，MOFs光电极具有比表面积大、结构易于调控等独特优势。本文按照MOFs的应用形式分为纯MOFs、MOFs与其它催化剂的复合结构和MOFs衍生物...
中国科学院大连化学物理研究所揭示光电催化中表面电荷和催化反应间的线性规律（图）
光电催化 线性规律
2022/3/27
2021年11月24日，中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室太阳能研究部李灿院士、范峰滔研究员等在光电极表面的液相原位光电压成像研究中取得新进展，巧妙的结合间距可调的Pt/Si光电极解耦催化位点和光生电荷的浓度，揭示了光电催化中表面电荷密度和催化反应间的线性规律。
近日，中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室、太阳能研究部李灿院士团队在光电催化分解水制氢方面取得新进展，团队受自然光合作用Z机制的启发，实现了高效光电催化全分解水过程，该过程的分解水制氢效率达到4.3%，是目前文献报道的最高效率。
中国科学院化学研究所陈春城团队在光电催化表面氧原子转移反应方面取得新进展（图）
光电催化 氧原子转移 有机合成
2021/8/10
光（电）催化在污染物降解方面显示出广阔的应用前景，引起高度关注。目前广泛采用的光（电）催化剂（如TiO2），主要通过界面单电荷转移及其产生的自由基物种来氧化降解污染物。这些高氧化性自由基物种往往在降解污染物的同时，也无选择性地氧化与污染物共存的有机质（如腐殖酸），严重降低了目标污染物的降解效率。另一方面，这种无选择性反应也限制了光（电）催化在有机合成方面的应用。
传统方法的C-H键氧化和合成氨过程都需要在苛刻的反应条件下进行，存在能耗高、二氧化碳等副产物排放量大等问题。如何实现温和条件下C-H键氧化合成高附加值化学品和氮气还原合成氨是催化领域一直面临的挑战。近年来，利用太阳光驱动或绿色能源转化的电驱动实现光能或电能向化学能转换已成为解决目前面临能源和环境问题的有效途径。该技术突破的关键在于发展高效及高选择性的光电催化材料。
为加强学术交流，加快推进赣江创新研究院“一三五”项目部署实施，2021年2月5日下午，中国科学院赣江创新研究院组织召开了“工业废水处理的仿真模拟优化和光电催化技术研究”学术报告交流会。中国科学院赣江创新研究院师生及中科院过程工程研究所、中科院海西研究院等援建单位的师生通过线上/线下的方式参会。