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                      材料科學與化學工程學院學術報告——直接Z-型異質結光催化材料

                      發布日期:2018-10-16 作者:材料科學與化學工程學院

                       
                      報告時間:20181017日上午1030

                      報告地點:材料科學與化學工程學院225

                      報告人:余家國教授(國家杰青,國家自然科學二等獎獲得者,Applied Surface Science編輯,武漢理工大學首席教授)

                      報告人簡介余家國:博士、教授、博士生導師,國家杰出青年基金獲得者,新世紀百千萬人才工程國家級人選,湖北省楚天學者計劃特聘教授,武漢理工大學首席教授,入選2012年度全球最熱門研究人員21人名單,2014年獲得湯森路透高引用科學家獎,2014年獲得國家自然科學二等獎(排名第一)、全國優秀科技工作者和全國優秀教師等榮譽稱號,是國際期刊Applied Surface Science的編輯和Scientific Reports等10個國際期刊的編委和客座主編。

                      近年來余家國教授在半導體光催化材料、光催化分解水產氫、二氧化碳還原等方面的研究中取得了若干創新性研究成果,多篇研究論文發表在多種國際著名刊物上,如:Chem. Soc. Rev.、Angew. Chem. Int. Ed.、Nano Letters、J. Am. Chem. Soc.、Adv. Mater.等。發表SCI論文370余篇,論文被SCI他人引文22000余次,H個人引文指數89,其H個人引文指數在國際同行中名列前列,單篇最高SCI他人引文1000余次。79篇論文被ISI評為近十年高引頻論文(本領域引用率最高的1%以內, ESI論文),是國際上在光催化領域發表高被引論文最多的學者之一。

                      報告摘要:通常人們認為兩種半導體耦合在一起可以形成II型異質結,該異質結有利于光生電子和空穴的轉移與分離、降低其復合和光催化活性增強。然而人們忽略了電子與電子、空穴與空穴間強的庫倫排斥作用,動力學上不利于他們的轉移與分離;而且分離后的光生電子和空穴,其氧化還原能力很大下降,在熱力學上對光催化反應并不利;多年來,人們很少思考II型異質結的理論基礎和原理是什么?

                      課題組于2013年提出了直接Z-型光催化(direct Z-scheme)的新概念。直接Z-型異質結的理論基礎是兩個光催化劑的功函數和費米能級不一樣,當兩個光催化劑緊密接觸后,必然發生電子轉移,形成內建電場,內建電場有利于氧化型光催化劑的電子與還原型光催化劑的空穴復合。直接Z型光催化劑將氧化型光催化劑與還原型光催化劑結合,消除復合光催化劑中沒有用的電子和空穴,使復合光催化劑具有最大的氧化還原能力。

                       

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