刘军副教授课题组《Journal of Environmental Chemical Engineering》：银基光催化异质结构：结构和光催化能量转换应用
在21世纪，能源短缺已成为一个紧迫的全球性问题。因此，研究人员需要开发更清洁、更可持续、更安全的新能源，以满足人类日益增长的工业和生活需求。除了这些与能源有关的问题，对传统化石燃料的依赖导致固体、水和空气的污染日益严重。这些环境问题也是人类生存的主要问题。全球环境污染和能源枯竭是威胁人类生存的两大问题。Ag基异质结构在光催化中的应用是解决这些环境和能源问题最有前途的手段之一。Ag材料具有良好的可见光吸收、量子效率高、优良的导电性和光电化学活性。银基半导体和银金属在摄影领域首次被发现具有光敏性后，在光催化领域得到了几十年的应用。更重要的是，金属银是一种助催化剂，可以作为电子输运介质进行快速电荷转移。Ag基光催化剂具有可见光响应宽、量子效率高等优点，在构建Z型异质结构方面受到广泛关注。
2022年2月12日，在线体育投注beat365生化学院刘军课题组在《环境化学工程学报》(Journal of Environmental Chemical Engineering)杂志在线发表了题为“银基光催化异质结构：结构和光催化能量转换应用（Ag-based photocatalytic heterostructures: Construction and photocatalytic energy conversion application）”的综述论文。该论文综述了银基异质结构(包括半导体异质结、肖特基异质结和Z-图式异质结)的结构和光催化性能。简要介绍了光催化剂的基本分类和光催化理论，以便更好地理解异质结构的构造原理。介绍了这三种异质结的基本原理和最新进展。银基半导体和金属银在这些异质结构中的作用是设计这些异质结构的重要参数。在这些异质结构中，银基Z型异质结构在实际应用中具有快速的电荷分离路线和更强的光稳定性，在环境修复和能量储存方面引起了人们的兴趣。因此，从环境净化、光电化学水分解、CO2转化和N2固定等方面详细阐述了其在环境和能源方面的应用。最后，对这些Ag基异质结构，甚至是Ag基Z型异质结构提出了挑战和展望。
图1 (a)沿[100]方向堆叠两层相同的Ag6Si2O7晶体结构，红色、灰色、淡紫色和蓝色球分别表示O、Ag、P和Si原子(b) NaYF4@TiO2-Ag6Si2O7的制备过程示意图及相应的SEM图像。(c)所得样品在太阳光照射下的光催化活性。(d)光照射下载流子转移的光催化机理。(e) n-n异质结构，(f) p-p异质结构，(g) p-n异质结构接触前后的能级示意图。
图3 (a) n型半导体与金属接触时的能级变化示意图，Evac:真空能级，Ec:导带能级，Ev:价带能级，m:金属的功函数，s:半导体的功函数，s:半导体的电子亲和势。(b-e)不同Ag加载量下(b) 10、(c) 15、(d) 20、(e) 30 s Ag/ZnO薄膜的AFM图像，(g)可见光下相应的电化学H2演化;(h) UV和可见光照射下Ag/ZnO纳米结构的电荷转移机制。
在线体育投注beat365刘军博士为论文的通讯作者；在线体育投注beat365李广利副教授为论文第一作者。在线体育投注beat365“生物医学纳米材料与器件”湖南省重点实验室平台为该工作提供了技术支持。该工作得到了国家自然科学基金委、湖南省自然科学基金委等方面的资助。
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2213343722002470
