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【成果】王万军教授论文入选ESI高被引论文和热点论文
2019-05-15 09:09   审核人:   (阅读)

我院王万军教授第一作者论文《Earth-abundant Ni2P/g-C3N4 lamellar nanohydrids for enhanced photocatalytic hydrogen evolution and bacterial inactivation under visible light irradiation》(收录期刊APPLIED CATALYSIS B-ENVIRONMENTAL,IF2017=11.698)入选ESI高被引论文(Highly cited papers)和热点论文(Hot papers)。论文通讯作者是我院安太成教授和香港中文大学王保强教授。

     

论文主要验证了一种制备不含任何贵金属元素又含有地球上丰富元素的光催化剂的方法,可用于能源生产和环境应用。研究以磷化镍(Ni2P)作为非贵金属辅助催化剂,基于Z-scheme类型的电子传输模型,将其与非金属g-C3N4偶联。在不添加任何表面活性剂或载体的条件下,采用水热法一步制备了g-C3N4纳米片,实现了大块g-C3N4纳米片的剥落和Ni2P纳米粒子的原位合成和固载。优化后的Ni2P/g-C3N4层状纳米氢化物在没有贵金属负载的情况下,对制备H2和灭活细菌均表现出明显的可见光驱动光催化活性,得到的活性分别是纯g-C3N4的22倍和10倍左右。Ni2P通过Z-scheme类型途径有效地捕获光生e-,从而显著促进了e--h+的分离以及随后质子的还原生成H2。细菌失活是h+的直接氧化过程,因此Ni2P对e-的捕获也促进了h+的积累,从而提高了细菌的失活效率。 


ABSTRACT

Photocatalysts  made  of  earth-abundant  elements  are  highly  desired  for  photocatalytic  H2 evolution  as well  as  bacterial  inactivation  without  requirement  of  noble  metal  (i.e.  Pt, Ag).  In  this  study,  nickel  phos-phide  (Ni2P)  was  used  as  a  nonprecious  co-catalyst  to  couple  with  metal-free  g-C3N4 based  on  Z-scheme type  of  electron  transportation  model.  The  exfoliation  of  bulk  g-C3N4,  the  in-situ  synthesis  and  anchoring of  Ni2P  nanoparticles  onto  the  g-C3N4 nanosheets  were  achieved  in  one-step  by  a  hydrothermal  method without  adding  any  surfactants  or  templates.  The  optimized  Ni2P/g-C3N4 lamellar  nanohydrids  exhibited remarkably enhanced visible-light-driven photocatalytic activity for H2evolution and bacterial inacti-vation  without  noble  metal  loading,  and  the  obtained  activity  is  approximately  22  and  10  times  higher than  that  of  pure  g-C3N4,  respectively.  The  Ni2P  was  proposed  to  effectively  trap  the  photo-generated e− via  a  Z-scheme  type  of  route,  thus  significantly  promoting  the  e−-h+ separation  and  subsequent reduction  of  protons  to  generate  H2.  The  bacterial  inactivation  was  found  to  undergo  a  direct  h+ oxi-dation  process,  and  therefore  the  trapping  of  e− by  Ni2P  also  facilitated  h+ accumulation,  leading  to enhanced  bacterial  inactivation  efficiency.  This  study  demonstrates  a  proof-of-concept  for  constructing all-earth-abundant  photocatalysts  without  any  noble  metal  elements  for  both  energy  production  and environmental application.



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