南開大學研究團隊研制成功價廉物美的光催化劑

南開大學化學學院教授趙斌和電子信息與光學工程學院教授王衛超聯合組成的研究團隊，近日成功研制一種同時具有光解水產氫和光降解有機物雙功能的新型高效光催化劑。該催化劑具有極高的熱穩定性、水穩定性和催化效能，且可重復利用。這一成果對解決能源短缺、環境污染等全球問題具有重要應用價值。介紹該項工作的論文日前在線發表在《德國應用化學》上。

　　光解水產氫和光降解有機物是目前解決能源短缺和環境污染的有效途徑之一，但核心難題在于如何設計高效、廉價、穩定的光催化劑。傳統的光催化劑主要是貴金屬和異質結構半導體材料，由于貴金屬的自然儲量有限、價格高昂，異質結構半導體的結構復雜、制備成本高，嚴重阻礙了其在解決環境和能源問題上的應用。

　　趙斌與王衛超帶領研究組研制出的MOF-1，利用二價Cu離子和原位產生的一價Cu離子與設計的新配體組裝成三維多孔MOFs材料，避免使用貴重而且儲量有限的貴金屬元素。該材料具有良好的熱穩定性和溶劑穩定性，能夠高效地利用太陽能。研究人員通過計算預測出MOF-1將同時具有光解水產氫和光降解有機物的雙重功能，并在實驗中得到證實。此外，研究人員重復性實驗驗證了MOF-1的可重復利用性，這對降低污染物治理成本至關重要。