近日,国际知名期刊《Journal of Colloid and Interface Science》(IF:7.489)接收了我院为第一单位的关于溶剂热法合成钙钛矿纳米晶及其光降解应用的研究论文“Antisolvent solvothermal synthesis of MAPbBr3 nanocrystals for efficient solar photodecomposition of methyl orange”。周双助理教授与我院光学工程研究生王琪瑛为共同第一作者,苏耀荣副教授与韩培刚特聘教授为通讯作者。共同作者还有我院2018级新能源科学与工程专业本科生徐深刻、邓皓、杨沛颐。
化石燃料的大量使用不仅造成了威胁人类健康的环境污染问题,而且引发了全球性的能源危机。随着人口的快速增长和经济的快速发展,可再生清洁能源的开发利用已成为人们关注的焦点。利用太阳能这一清洁能源进行的光催化降解污染物的技术被证明是一条有前景的道路。光催化材料本身的特性决定了光催化活性,其中太阳光利用效率是一项重要指标。常见的光催化剂一般具有较大的禁带宽度,约2.9-3.2 eV,必须利用紫外光才能产生具有反应活性的光生电子-空穴对。因此,开发具有可见光的响应的高性能光催化剂具有重要意义。
钙钛矿纳米晶,这一具有独特光电特性的材料脱颖而出。此工作介绍了一种简便的反溶剂溶剂热法合成MAPbBr3纳米晶,其优异的光电特性在光催化领域具有巨大的潜能。与室温合成的MAPbBr3(RT-MAPbBr3)样品相比,反溶剂溶剂热合成的MAPbBr3(AS-MAPbBr3)具有较高的结晶度、较低的晶界密度、较好的可见光吸收、合适的带隙(2.31 eV)和光致发光寿命延长至2627.82 ns等优异性能。由于上述优点,AS-MAPbBr3在模拟太阳光下表现出高效的光催化降解甲基橙性能,其降解速率常数为101.2×10-3,分别是室温制备样品(56.0×10-3)和P25样品(16.5×10-3)的1.8倍和6.1倍。同时,AS-MAPbBr3还表现出比RT-MAPbBr3更好的循环稳定性能。文中还深入探讨并提出了甲基橙光催化降解的潜在机理。此研究表明,反溶剂溶剂热法是合成钙钛矿纳米晶的一种很有前景的方法,也可能为开发其它高性能新型钙钛矿光催化剂提供一些参考。
图1.(a)AS-MAPbBr3样品的HRTEM图像,(b)光降解能带机理图,(c)TRPL衰减特性及拟合曲线,(d)AS-MAPbBr3、RT-MAPbBr3和P25的光降解性能比较,(e)AS-MAPbBr3经1次循环和3次循环后的XRD图谱。
学院高度重视对学生实践能力和应用技术能力的培养,鼓励学生加入专业实验室,学习和实践相关的专业项目。目前,我院学生在相关教授的指导下,已多次在国际知名学术期刊发表研究成果;同时,我院学生积极参加学校以及省市和国家级的各类学术竞赛,并获得了优异的成绩。