南工大开发光催化复合纤维

实现太阳光驱动内建电场重构

　　中化新网讯 近日，南京工业大学陆春华教授、寇佳慧教授同东南大学赵远锦教授合作制备了一种多功能光催化复合纤维，首次实现了太阳光驱动内建电场重构，并有效增强了光催化性能。

　　光催化反应是在太阳光照射下完成的化学反应，如果能够在太阳光照射下实现内建电场重构，那么内建电场重构增强光催化这一研究策略将有效推动光催化技术的实际应用与发展。南京工业大学材料科学与工程学院博士研究生代宝莹介绍说：“光热材料可将太阳光转化为热能，而热释电材料可在温度变化过程中产生电势。于是，我们设计并构筑了热释电—光热—光催化复合微米纤维系统，以实现太阳光驱动内建电场重构，将光催化分解水制氢效率提高了5倍以上，对应的平均表观量子效率约为16.9%。”

　　为充分发挥光热材料和热释电材料的性能，该研究团队将光催化反应构筑在复合纤维的表界面，形成热收集型光催化微反应器。为了得到最佳的光催化性能，该团队探讨了热释电基底、光热材料含量等与热释电电势输出及光催化性能的关联，并对复合螺旋纤维的光催化稳定性进行了探索。

　　一直以来，光催化技术由于其可利用取之不尽的太阳能净化环境和缓解能源危机而受到了广泛关注。然而，较低的量子效率效率限制了光催化技术的实际应用，其主要原因之一是光生载流子的分离效率较低。为了促进载流子分离开发了很多的改性方法，其中在催化剂内构筑内建电场被认为是提高载流子分离效率的有效手段。然而，传统内建电场很容易被光生载流子和自由电荷等屏蔽，致使内建电场对光催化性能的增强效应受到抑制。在以前的研究中内建电场重构主要依赖于机械能和水流能，对内建电场重构增强光催化的应用有一定的限制。