报告题目:

石墨炔基二氧化钛复合光催化剂的能带结构优化及光降解性能

报告人:

姜超

所在单位:

山东协和学院

报告人简介:

略。

报告摘要:

光催化作为一条环境友好的绿色能源转化途径，其根本依赖于光生电荷载流子的高效分离与迁移，而这决定了活性自由基的生成。实现这一目标需要复合光催化体系兼具有利的能带排列与强界面耦合。本文通过不对称取代策略制备了甲氧基取代石墨炔（OGDY），以调控石墨炔（GDY）的电子结构，将其带隙从 1.61 eV 拓宽至 2.37 eV。所得宽禁带 OGDY 与 TiO2 纳米花（TNB）能带匹配良好，可构建 II 型异质结，复合物（OTNB）中光生电子–空穴对的分离显著改善。同时，OGDY/TNB 异质界面处形成的 sp C–Ti 键为光生载流子开辟了高效传输通道，大幅提升其迁移率。II 型异质结与界面 sp C–Ti 键的协同作用赋予 OTNB 优异的光催化活性：在可见光下 10 min 内实现罗丹明 B（RhB）的完全（100%）降解，降解速率（0.52 min-1）分别约为原始TNB 和氢对称取代 GDY（HGDY）/TNB 复合物（HTNB）的 50 倍和 4 倍。本工作展示了 GDY 基异质结工程在协同优化能带结构与界面相互作用方面的优势，为高效、可控、稳定的光催化剂提供了一条新的界面调控途径。