沈阳科技学院创科新材料团队在光催化降解污染物领域取得新进展

环境污染是当今人类面临的重大挑战,光催化降解在环境污染治理领域具有巨大的潜能,光催化依赖于高效的光催化材料,因此新型光催化材料的开发具有重要意义。宽光谱的吸收和高效的光电子空穴分离是实现高效光催化的关键。

近日,沈阳科技学院创科新材料团队构建了一种新型异质结光催化材料TiO2/g-C3N5(二氧化钛/富氮石墨相氮化碳),TiO2颗粒均匀分散在二维g-C3N5表面。研究发现,TiO2和g-C3N5之间Z scheme异质结的形成有效促进了光电子空穴的分离,提高了光吸收转化能力,光谱响应范围得到了拓宽。最优催化剂在可见光下的光催化降解亚甲基蓝的降解率达到了97.4%,降解效果明显优于单一的TiO2和g-C3N5。该研究表明,可以通过构建异质结的方法来实现光生载流子的转移通道的调控,优化能带结构,提高光催化活性。

该研究成果以“Synthesis of TiO2/g-C3N5 heterojunction for photocatalytic degradation of methylene blue wastewater under visible light irradiation: Mechanism analysis”为题发表在材料科学领域重要期刊《Diamond & Related Materials》上,影响因子IF为5.4,该研究工作得到2022年国家级大学生创新创业训练计划(202213621001)和辽宁省教育厅基本科研经费项目(LJKM20221989)的资助。该项工作是创科新材料项目团队在《毛纺科技》、《印染》、《皮革科学与工程》、《Science of Advanced Materials》和《化学工程》上发表论文之后,又在材料科学领域重要期刊上发表的重要研究成果。

创科新材料团队瞄准新材料和环境领域发展前沿,围绕新型储氮化碳基复合光催化材料的研究方向,开展以材料形貌结构的调控、比表面积的提升、光谱范围的拓宽、电荷转移机制的优化等为核心的基础研究工作,并以化学工程与工艺、环境工程、材料科学等学科的发展建设,实现在该领域的理论创新与研究方法的创新。