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新疆师范大学马玉花团队在富含氧空位的S型异质结光催化剂的构筑及其光催化性能研究方面取得新进展

来源:新疆师范大学      2023-11-28
导读:近期,新疆师范大学化学化工学院马玉花副教授团队在化学领域顶级期刊《Journal of Materials Science & Technology》发表题为“Construction of oxygen-vacancies-rich S-scheme BaTiO3/red phosphorous heterojunction for enhanced photocatalytic activity”的科学研究论文,(IF=10.9)。此论文受到国家自然科学基金(52063028、22208275)、新兴污染物与生物标志物监测天山创新团队(2021D14017)等项目的资助。期刊主要报道先进材料、能源、环境、光催化和相关领域的概念上新颖的科学研究成果和创新技术。

近期,新疆师范大学化学化工学院马玉花副教授团队在化学领域顶级期刊《Journal of Materials Science & Technology》发表题为“Construction of oxygen-vacancies-rich S-scheme BaTiO3/red phosphorous heterojunction for enhanced photocatalytic activity”的科学研究论文,(IF=10.9)。此论文受到国家自然科学基金(52063028、22208275)、新兴污染物与生物标志物监测天山创新团队(2021D14017)等项目的资助。期刊主要报道先进材料、能源、环境、光催化和相关领域的概念上新颖的科学研究成果和创新技术。

本文采用简单的水热法在窄带隙红磷(RP)和宽带隙BaTiO3(BTO)之间构筑了富含氧空位的S型异质结。水热处理的RP(HRP)与BTO匹配良好的能带结构保留了HRP的可见光响应性和BTO的氧空位,表现出优异的光电化学和光催化性能。光催化实验结果显示BTO/HRP光催化剂对模拟污水中的有机污染物和细菌具有良好的去除能力。在12 min内,对目标污染物罗丹明B(RhB)的光降解速率可达3.029×10−1 min−1。在1 h内可以对菌落数为1.8×109 CFU/mL的大肠杆菌(E. coli)进行灭活,其灭活率为99.8%,高于HRP(68.4%)和BTO(66.8%)。BTO/HRP异质结因富含氧空位的S型结构而具有独特的界面协同作用,增强了光诱导电子和空穴的还原和氧化能力。此外,BTO和HRP之间形成的内置电场和氧空位促进了光生载流子的转移和分离。本论文为环境污染提供了高效的光催化剂,同时富含氧空位的S型异质结的设计可扩展到其半导体的光催化剂的制备和应用,具有普适意义。

 

(a)II型异质结机理(b)S型异质结机理(c)BTO/HRP复合材料的光催化机理

该团队申请获得了自治区级大学生创新创业训练项目(NO. 20201701141126),所建立的《磷锡之光—光催化降解微生物创新技术引领者》项目在第九届互联网+大学生创新创业大赛中荣获自治区金奖。

第九届互联网+大学生创新创业大赛自治区级金奖证书

马玉花,博士,新疆师范大学副教授,博士生导师。入选了新疆天池博士计划、新疆师范大学青年拔尖人才计划和学术骨干。从事高校教育6年,主要从事分析化学教学、分析化学和物理化学科学研究。在科研、教学和指导学生竞赛方面成绩优异:主持国家自然科学基金2项,自治区教研项目2项,自治区自然科学基金2项等。以第一作者或通讯作者在国内和国际专业期刊上发表30余篇文章,授权专利2项。获得自治区青年教师教学竞赛二等奖、自治区优秀创新创业导师、自治区优秀论文奖、师德先进个人等多项奖励和荣誉。指导学生获得互联网+大赛国家级铜奖2项,自治区金奖3项、银奖10项和铜奖6项。

 

马玉花副教授指导学生


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