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為給廣大科研工作(zuò)者提供全新的行業動態和科(kē)研思路(lù),我公司會不定期推出科技(jì)前沿係列,將包(bāo)括全新的有影響力的行業文獻(xiàn)匯(huì)總,各個研究領域綜述,實驗儀器方法使用總結。這是第二期文獻前沿(yán)匯總。
太陽能電池係列:

有機無機雜化鈣鈦礦太陽能電池自從2009年被發現以來,一路高歌猛進(jìn)效率突飛猛進效率一度達到22.1%,其發展(zhǎn)之(zhī)迅猛可謂前所未見。目前,鈣鈦礦型太(tài)陽能電池(PSCs)的商業化仍然要求電池擁(yōng)有高效率和良好的長期環(huán)境穩定性。進一步發展性能更好的鈣鈦礦太陽能電池的關鍵仍然是空穴傳輸材料與鈣鈦礦間的能級匹配問題。目前實驗(yàn)室(shì)高效率鈣鈦礦太陽能電池所用的空穴傳輸材料主要是spiro-OMeTAD和PTAA,發展一種新的(de)能(néng)級(jí)適配的空(kōng)穴傳輸材料對於突破鈣鈦礦(kuàng)太(tài)陽能電池的高效率變得至關重要。
韓國化學技術研究所(KRICT)的Jaemin Lee教授等人發展了一種命名為DM的氟端(duān)空穴傳輸材料,並且製備出了效率突破至23.2%的高效穩定鈣鈦礦(kuàng)太陽能電池,並且具有良好的環境穩定性。這為推(tuī)動鈣鈦礦太陽能(néng)電池的進一步(bù)發展做出重要貢獻。
文章(zhāng)信息:
Jeon N J, Na H, Jung E H, et al. A fluorene-terminated hole-transporting material for highly efficient and stable perovskite solar cells[J]. Nature Energy, 2018: 1.

光催化固氮係(xì)列:

當前工業合成氨仍以鐵基催化(huà)劑的Haber-Bosch方法為(wéi)主,其反應條件非常苛刻(15-25 MPa、673-873 K),並(bìng)會產生嚴重的能耗問(wèn)題。而光催化途徑能(néng)夠直接將太陽能轉化為化學能,為降低合成(chéng)氨(ān)能耗提供了一種非常具有前景的方法。但是由於N≡N叁鍵的超(chāo)高鍵能(940.95 kJ mol-1),使得(dé)N2分子體現出了相當穩定的化學特性,從(cóng)而導致常(cháng)規的光催化材料很難對N2分子的還原產生(shēng)活性。因此,從動力學上來看,對N2分子有(yǒu)效的活化一般被認為是能夠(gòu)驅動N2還原(yuán)的必(bì)要條件。
中國(guó)科學技術(shù)大學熊宇傑教授團隊、武曉君教授團隊以(yǐ)及中科大的高(gāo)超老師團隊報道了Mo摻雜的W18O49催化劑用於光驅動固氮合成氨(ān)反應。Mo摻(chān)雜帶來的影響,其互相之間的協(xié)同效應,促進了催化劑對N2分子吸附活化,提高了催化劑固氮合成氨的性能。該文章(zhāng)報道了一種有效的用於光驅(qū)動固氮合成氨反應的光催化劑,揭示了調控催化位點對催化劑催化(huà)活性的影響。同時該文章也為開發高效的(de)固氮光催(cuī)化劑(jì)以及調控催化(huà)劑缺陷的(de)狀態提供了一種新的思路。
文章信息:
Zhang N, Jalil A, Wu D, et al. Refining Defect States in W18O49 by Mo Doping: A Strategy for Tuning N2 Activation towards Solar-Driven Nitrogen Fixation[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.

光催化產氫係列:

光催化水裂解產氫,是一種有效的氫能生產技術手段。大多數實驗(yàn)和理論研究仍然局限於在單分子水層或者水蒸氣環境條件下的反應過程,這與實際光催(cuī)化(huà)裂解(jiě)水(shuǐ)過程中的光照以(yǐ)及液態水環境相差甚遠。另外需要指(zhǐ)出的是,自然界中大多數光催化(huà)產氫過程都是在固液界麵進行的。因(yīn)此,如何發展一種新的實驗技術手段和計算方法,能夠實現在液體水以(yǐ)及光照條件(jiàn)下,在納米(mǐ)甚至原子尺度觀察光催化裂解(jiě)水(shuǐ)過程中催化劑與水界麵的化學變化過程,進而弄清真實光催化過程中的原子和(hé)電子結構,具有非常重要的科學研究價值。
近(jìn)日,北京工業大學固體(tǐ)微(wēi)結構(gòu)與性能研究(jiū)所隋曼齡教授(通訊作者)和盧(lú)嶽博士(第一作者),與香港城(chéng)市大學(原台灣清華大學)陳福榮教授(共同(tóng)通訊)和北京航空航天大學(xué)物理學院劉利民教授(共同通訊)合作,在Nature Communications上發表了一篇題為“Self-hydrogenated shellpromoting photocatalytic H2 evolution on anatase TiO2”
文章信息:
Lu, Y.; Yin, W.-J.; Peng, K.-L.; Wang, K.; Hu, Q.; Selloni, A.; Chen, F.-R.; Liu, L.-M.; Sui, M.-L., Self-hydrogenated shell promoting photocatalytic H2 evolution on anatase TiO2. Nature Communications 2018, 9 (1), 2752.

單原(yuán)子光催化(huà)產氫係列:

國立台灣(wān)大學陳浩銘教授、武漢理工大學餘家國教授(共同通(tōng)訊作者)等製備了具有層間橋接和g-CN表麵雙位點的原子(zǐ)級分散的Pd-層狀光催化劑,並在(zài)Adv. Funct. Mater.上發表了(le)題為“Single-Atom Engineering of Directional Charge Transfer Channels and Active Sites for Photocatalytic Hydrogen Evolution”的研究論文。上述光催化劑為光催化水(shuǐ)還原提供了(le)定向電荷轉移通(tōng)道和靶向活性位點(diǎn)。之後作者利用理論預測和實際表征(zhēng)證實成功製(zhì)備了(le)單原子工程的Pd/g-CN複合(hé)材料,其具有優異的載流子分離性能以(yǐ)及高效的(de)光催化(huà)製氫活性,優(yōu)於優化的Pt/g-CN標(biāo)準物。這一研究結果為量身定製單(dān)原子貴金屬的性能和工程提(tí)供了合理的方法。

文章信息:
Cao S, Li H, Tong T, et al. Single‐Atom Engineering of Directional Charge Transfer Channels and Active Sites for Photocatalytic Hydrogen Evolution[J]. Advanced Functional Materials, 2018: 1802169.