该课题组制备了ZnO(核)和超薄单原子Co-CN(壳)p-n异质结(ZnO@SA-Co-CN),该异质结具有类似于自然界中光合作用的Z型电子传输路径,此外具有较大的界面面积和暴露大量的单原子Co活性位点。该异质结在类光Fenton反应中具有优异的催化活性,可通过活化过一硫酸盐快速去除水中各种新型有机污染物。采用飞秒瞬态吸收光谱(fs-TAS)研究了该体系中的电子转移过程及反应动力学,研究表明在ZnO@SA-Co-CN中具有光生电子转移到单原子Co的超快电子转移过程(2 ps),异质结间的内建电场促进了该电子转移过程,进一步加速了表面Co活性位点的氧化还原反应。这项工作为合理设计新型单原子光催化剂提供了新思路和新方向,同时为环境修复领域做出了重要贡献。
吴西林副教授为论文的第一作者和通讯作者,浙江师范大学2019级硕士研究生刘世昂是论文第二作者。澳大利亚阿德莱德大学Xiaoguang Duan研究员和Shaobin Wang教授在论文修改上提供了帮助。
此外,该课题组近期在Applied Catalysis B: Environmental(IF=24.319)上发表了题为“Directional electron transfer in single-atom cobalt nanozyme for enhanced photo-Fenton-like reaction”的论文(论文链接:https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2023.122882)。该工作制备了石墨相氮化碳(g-C3N4)负载的单原子Co仿酶催化剂,并应用于活化过二硫酸盐(PS)去除水中双酚A。fs-TAS研究表明g-C3N4中的光生电子能定向转移到单原子Co位点上,促进催化剂表面的氧化还原反应,同时活化PS产生活性氧物种快速氧化水中的有机污染物。其中浙江师范大学2019级硕士研究生刘世昂为论文的第一作者,2021级硕士研究生胡钰雯为共同第一作者,吴西林副教授为论文的通讯作者。澳大利亚阿德莱德大学Xiaoguang Duan研究员和Shaobin Wang教授在论文修改上提供了帮助。
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