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为21世纪人工光合作用铺平路道

第一作者:Wee-Jun Ong (王伟俊,厦门大学马来西亚分校)

通讯作者:Wee-Jun Ong (王伟俊,厦门大学马来西亚分校) 和Siang-Piao Chai (蔡尚彪,莫纳什大学马来西亚分校)

成果简介:

在这篇工作中,我们通过静电引力的作用构筑了不含金属的0维/2维异质结催化剂——碳纳米点杂化质子化石墨相氮化碳(CND/pCN)。在可见光和模拟太阳光下,CND的质量含量占3%的CND/pCN样品表现出最高的光催化降解CO2活性(产物CH4和CO)。此外,在四次连续的光反应(photoreaction)循环后,CND/pCN样品仍具有很高的稳定性。pCN和CND之间的协同作用使得CND/pCN光催化活性产生显著改善。密度泛函理论(DFT)计算与实验结果一致,计算结果表明CND(5.56 eV)的功函数大于pCN(4.66 eV),电子可以从pCN的导带穿梭到CND的导带,从而有效地阻止了电子和空穴的复合。总的来说,这篇文章强调了理解CND/pCN杂化纳米复合材料中的电荷转移动力学对与改善太阳能转化的重要性。

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参考文献:

Wee-Jun Ong*, Lutfi Kurnianditia Putri, Yoong-Chuen Tan, Lling-Lling Tan, Neng Li, Yun Hau Ng, Xiaoming Wen, Siang-Piao Chai*. Unravelling charge carrier dynamics in protonated g-C3N4 interfaced with carbon nanodots as co-catalysts toward enhanced photocatalytic CO2 reduction: A combined experimental and first-principles DFT study. Nano Research 2017, 10(5): 1673–1696.

DOI 10.1007/s12274-016-1391-4)

https://link.springer.com/article/10.1007/s12274-016-1391-4 

团队介绍:

蔡尚彪教授的研究小组位于莫纳什大学马来西亚分校,主要专注于开发与设计新颖光催化剂以应用于再生能源生产和环境修复,其中技术包括了光催化将水分解为氢气和氧气, 光催化还原二氧化碳制备碳氢燃料以及降解有机污染物。

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照片 (从左到右): 蔡尚彪教授,王伟俊博士(现任在厦门大学马来西亚分校当助理教授),黄文俊博士生,李雯佩博士后,周奕豪博士生,邓洁盈博士生,璐菲博士生,江欣莹博士生。

 

王伟俊博士介绍:

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王伟俊在莫纳什大学获得了学士和博士学位。2015年,于澳大利亚新南威尔士大学和莫纳什大学做访问学者。2016年,作为科研研究员加入新加坡科技研究局的材料与工程研究院。2018年至今,他担任厦门大学马来西亚分校化学工程系的助理教授。

他主要研究基于一系列二维纳米材料、碳基催化剂、过渡金属磷化物、过渡金属硫族化合物和层状过渡金属碳氮化合物(MXenes)的电催化、光催化以及光电催化水分解、二氧化碳还原以及固氮等人工光合作用。他的出版物总引用率大于3000,h指数为24,在研究事业初期展现了杰出的出版记录。根据Web of Science数据表示,他共有超过15篇文章被列为前1%高被引文章,其中5篇被列为前0.1%高被引文章。

2018年,他成为Journal of Materials Chemistry A 的新兴研究者(Emerging Investigator)。2017年,他荣获新加坡化学工程师协会(IChemE)的“青年化学工程师研究奖”。他同时也是Particle & Particle Systems CharacterizationsChemistry–A European Journal的一些专题的客座主编。目前,他担任Frontiers in Chemistry Frontiers in Materials的副主编以及Materials HorizonsScientific ReportsNanotechnologyNano Futures的编委会成员。

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