
近日,我院副教授周忠源带领的光电化学转换团队在国际高水平学术期刊《Chemical Engineering Journal》(中科院一区TOP,IF=13.2)在线发表了题为“Integrating dual-MOFs heterojunction onto hematite photoanode for boosting photogenerated carrier separation”的研究论文。安阳工学院化学与环境工程学院为本论文第一单位,周忠源副教授为第一作者,联合培养研究生吴凯迪为论文第二作者。该工作得到国家自然科学基金、河南省联合基金、河南省国际科技合作、河南省青年骨干教师等项目的资助与支持。
赤铁矿(α-Fe2O3)薄膜因其化学组成可调、能带可控等特点在光电化学分解水(PEC-WS)领域优势凸显,然而表面较低的OER反应速率阻碍了其进一步应用;而MOFs催化剂通过其高比表面积和可调节的纳米结构吸引了广泛关注,将两者的优点结合在PEC-WS领域发挥更大的作用还有待探索。因此我校光电化学转换团队设计了一种新型的MOF-on-MOF (MIL-100-on-ZIF-67)异质结催化剂,并通过原位生长将其负载到α-Fe2O3用于PEC-WS,促使光电化学转换性能提升150%。通过UPS,同步辐射和飞秒瞬态吸收测试,并结合DFT理论计算揭示了复合材料的光生电子与空穴的转移机制。
该工作为MOF材料在光电转化领域提供了新的设计思路,同时也为豫北地区的太阳能转化及新能源产业发展提供了技术支撑。