近年来，我校化学化工欧宝娱乐官网入口 副教授、欧宝体育网址登陆入口 青年学者创新联盟成员刘景海博士及段莉梅教授的科研团队在面向能源、资源和环境应用的纳米材料化学领域取得了一系列研究成果。自2015年研究成果“A graphene-like Oxygenated Carbon Nitride MaterialforImprovedCycle-life Lithium/Sulfur Batteries”发表在Nano Letters以来，近日又与吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室冯守华院士团队，中国科欧宝娱乐官网入口 苏州纳米技术与纳米仿生研究所张跃钢教授（国家“千人计划”特聘专家）团队，中国地质大学材料与化学欧宝娱乐官网入口 芦露华教授团队协同创新合作，通过组装技术制备了具有高效光催化活性的氮化碳超分子杂化材料（Carbon Nitride Supramolecular Hybrid Material）（Figure 1），相关研究成果又发表在Nano Letters（Impact Factor为13.779）。论文的共同第一作者是欧宝娱乐官网入口 2014级硕士研究生解姝媛。
研究结果表明，分散在二维（2D）层状氮化碳（g-C3N4）缺陷表面的杂多酸盐纳米簇（Fe (III) {PO4[WO(O2)2]4}）作为固态催化位点，提高了界面光催化转化形成强氧化活性羟基自由基的能力，从而提高了光催化降解废水中有机污染物的效率（Figure 2）。在太阳光照射下，户外250升模拟有机废水的小试实验中，该材料同样呈现出很好的光催化性能，材料可以回收并循环利用，且光催化降解活性不受环境温度的影响。该纳米材料在利用太阳能进行水净化和水中除菌等环境净化技术方面具有重要的应用价值。
该研究工作得到国家自然科学基金、内蒙古自然科学基金、内蒙古自治区高等学校青年科技英才支持计划、内蒙古自治区青年创新人才、内蒙古自治区科技创新引导项目、市校合作基金、欧宝体育网址登陆入口 青年学者创新联盟校长奖等资助。
全文链接http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.6b03229。
J. H.Liu*, S. Y.Xie, Z. B.Geng, K. K.Huang, L.Fan, W. L.Zhou, L. X.Qiu, D. L. Gao, L.Ji , L. M.Duan*, L. H.Lu, W. F.Li,S. Z.Bai, Z. R.Liu, W.Chen, S. H.Feng*, Y. G.Zhang*, Carbon Nitride Supramolecular Hybrid Material Enabled High-Efficiency Photocatalytic Water Treatments,Nano Letters,2016, DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b03229.
Figures 1：Morphology and compositions of FePW−g-C3N4. (a) TEM image and (b) corresponding STEM image. Scale bar 400 nm. (c−h) EDSelement mappings for C, N, W, Fe, P, and O and overlapped images of C, N, O, and W. (i) High-resolution TEM image and (j) High-resolutionSTEM image. The yellow circles localize the individual cluster with size of 2.2 nm. Scale bar 5 nm.
Figure 2：Photocatalytic activity of FePW−g-C3N4mediated by H2O2. Rhodamine B (RhB) (a) and Methyl Orange (MO) (b) under simulated solarlight irradiation, Rhodamine B (RhB) (c) and Methyl Orange (MO) (d) under natural sunlight irradiation without pH adjustment at R.T., with theFePW−g-C3N4of 0.1 g L−1and H2O2of 50 mmol L−1. FePW−g-C3N4+H2O2(1) represents the addition of H2O2afteradsorption process. (e)Mechanism of FePW−g-C3N4with high photocatalyticactivity. (f) Large scale application demonstration at 250 L under natural sunlight withFePW−g-C3N4of 0.02 g L−1and H2O2of 40 mmol L−1. Natural Sunlight with location at 42° 15′North, 119° 15′East.
