南華大學張也團隊在Advanced Materials發(fā)表最新研究成果

  湖南日報·新湖南客戶端   2025-02-27 16:02:08

湖南日報·新湖南客戶端2月27日訊（通訊員 馬澤昊）近日，南華大學化學化工學院張也教授團隊在材料科學領(lǐng)域頂級期刊Advanced Materials（影響因子27.4，中國科學院一區(qū)）發(fā)表了題為"An electron transfer mediated mechanism for efficient photoreforming of waste plastics using a Ni3S4/ZnCdS heterojunction"的研究論文。該研究創(chuàng)新性地構(gòu)建了非貴金屬Ni3S4/ZnCdS異質(zhì)結(jié)光催化體系，系統(tǒng)探究了其在廢塑料光重整中的應(yīng)用性能與機制。研究表明，Ni3S4與ZnCdS之間形成了高效的單電子轉(zhuǎn)移通道，實現(xiàn)了光生電荷載流子的空間分離，顯著提升了塑料降解產(chǎn)物的選擇性和氫氣（H2）的生成效率。

隨著全球塑料污染問題日益嚴峻，開發(fā)高效、綠色的廢塑料處理技術(shù)已成為當務(wù)之急。光重整技術(shù)作為一種環(huán)境友好型解決方案，在廢塑料資源化利用方面展現(xiàn)出巨大潛力。然而，現(xiàn)有技術(shù)仍面臨液相產(chǎn)物產(chǎn)率低、產(chǎn)物選擇性差等關(guān)鍵科學問題。針對這一挑戰(zhàn)，張也教授團隊通過精準設(shè)計Ni3S4/ZnCdS異質(zhì)結(jié)光催化劑，成功實現(xiàn)了廢塑料向高附加值化學品的定向轉(zhuǎn)化，同時伴隨清潔能源H2的生成。研究團隊通過系統(tǒng)的實驗表征和理論計算，深入闡明了光催化劑的電荷轉(zhuǎn)移機制和塑料降解路徑，為開發(fā)高效塑料光重整技術(shù)提供了重要的理論依據(jù)和實踐指導。這一創(chuàng)新性研究成果不僅推動了光催化技術(shù)在環(huán)境治理領(lǐng)域的應(yīng)用，也為解決全球塑料污染問題提供了新的思路和方法。

圖1 光重整過程中N/ZCS的電荷轉(zhuǎn)移機理

圖1 光重整過程中N/ZCS的電荷轉(zhuǎn)移機理。

圖2 光重整過程中分子水平的反應(yīng)機制和降解產(chǎn)物的反應(yīng)途徑以及能量分析

本研究由國家自然科學基金、南華大學高層次人才啟動基金以及湖南省科技項目聯(lián)合資助，工作中的理論計算部分得到瑞典烏普薩拉大學、深圳大學等合作單位的支持。南華大學張也教授與烏普薩拉大學Hans ?gren教授為共同通訊作者，南華大學化學化工學院碩士研究生馬澤昊為第一作者。

責編：周怡然

一審：周怡然

二審：彭國軍

三審：徐德榮

來源：湖南日報·新湖南客戶端

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