該課題組制備了ZnO(核)和超薄單原子Co-CN(殼)p-n異質結(ZnO@SA-Co-CN),該異質結具有類似于自然界中光合作用的Z型電子傳輸路徑,此外具有較大的界面面積和暴露大量的單原子Co活性位點。該異質結在類光Fenton反應中具有優異的催化活性,可通過活化過一硫酸鹽快速去除水中各種新型有機污染物。采用飛秒瞬態吸收光譜(fs-TAS)研究了該體系中的電子轉移過程及反應動力學,研究表明在ZnO@SA-Co-CN中具有光生電子轉移到單原子Co的超快電子轉移過程(2 ps),異質結間的內建電場促進了該電子轉移過程,進一步加速了表面Co活性位點的氧化還原反應。這項工作為合理設計新型單原子光催化劑提供了新思路和新方向,同時為環境修復領域做出了重要貢獻。
吳西林副教授為論文的第一作者和通訊作者,浙江師范大學2019級碩士研究生劉世昂是論文第二作者。澳大利亞阿德萊德大學Xiaoguang Duan研究員和Shaobin Wang教授在論文修改上提供了幫助。
此外,該課題組近期在Applied Catalysis B: Environmental(IF=24.319)上發表了題為“Directional electron transfer in single-atom cobalt nanozyme for enhanced photo-Fenton-like reaction”的論文(論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2023.122882)。該工作制備了石墨相氮化碳(g-C3N4)負載的單原子Co仿酶催化劑,并應用于活化過二硫酸鹽(PS)去除水中雙酚A。fs-TAS研究表明g-C3N4中的光生電子能定向轉移到單原子Co位點上,促進催化劑表面的氧化還原反應,同時活化PS產生活性氧物種快速氧化水中的有機污染物。其中浙江師范大學2019級碩士研究生劉世昂為論文的第一作者,2021級碩士研究生胡鈺雯為共同第一作者,吳西林副教授為論文的通訊作者。澳大利亞阿德萊德大學Xiaoguang Duan研究員和Shaobin Wang教授在論文修改上提供了幫助。
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