近日，辽宁科技大学韩露博士与南昌航空大学李喜宝博士等合作在半导体新型异质结构建内电场协同增强光催化有机物降解和产氢领域取得突破性研究进展。研究成果以“Enhanced photocatalytic degradation and H2/H2O2 production performance of S-pCN/WO2.72 S-scheme heterojunction with appropriate surface oxygen vacancies”为题发表在国际顶级能源类期刊《Nano Energy》上，该杂志最新影响因子为 16.6(IF, 2020)。辽宁科技大学为第一通讯单位，我校首批“青年骨干人才奖励计划”获得者韩露博士为第一通讯作者。

区别于传统工业催化，光催化反应过程中催化剂同时产生具有氧化性的光生空穴和具有还原性的光生电子，二者必须同步消耗才能使氧化还原反应持续诱发。长期以来，无论是基于空穴及自由基的强氧化性质发展而来的污水处理、空气净化等高级氧化课题，还是利用光生电子还原性质发展而来的水分解制氢、选择性有机合成、CO2还原和固氮等相关课题，均是侧重考察、提升光催化反应中的某一个半反应而言。现阶段，同步实现高效光催化还原与选择性氧化反应是光催化领域研究热点，如何合理设计光催化剂体系和异质结构，将光生电子和空穴同时有效利用则是关键。

该成果采用溶剂蒸发诱导自组装方法构建了一种新型的具有强内电场和适量表面氧空位的S-pCN/WO2.72 S型异质结。可控的表面氧空位浓度以及深价带和高导带的能带结构协同提高了光催化氧化还原活性。光生载流子利用率和分离效率的提高有效促进了光催化降解有机物和产氢性能的双效提升。该工作拓展了溶剂蒸发诱导自组装设计制备CN基光催化剂的合成策略，并将CN材料用于高效光催化分解水产氢与选择性有机物氧化反应的偶联，证实了N/N半导体构建S型异质结可有效促进超氧阴离子自由基和羟基自由基的形成，该工作为定向合成性能优异的环境/能源双效光催化剂提供了一种行之有效的设计思路。

据悉，这项工作是在国家自然科学基金、辽宁科技大学学科团队资金和校“青年骨干人才奖励计划”资助下开展并完成的，也是继韩露博士和南昌航空大学李喜宝博士科研团队合作编写出版《无机非金属材料基础实验与综合实验》一书后的第一项研究性成果。未来3年，韩露将进一步凝练升华研究方向，加强跨校和跨学科的交流与合作，尝试学科的交叉和融合，力争在新型催化领域发表更多标志性成果。（科技处 供稿）

编辑：徐文路