報告題目：可見光催化光解水產氫及CO2轉化研究
報告人：朱永法，教授、博導，杰青
報告時間：4月18日 17：00-18：30
報告地點：全國重點實驗室學術報告廳A403
報告人簡介：
朱永法，清華大學化學系教授、博導，杰青，國家電子能譜中心常務副主任。分別從南京大學、北京大學和清華大學獲得學士、碩士和博士學位以及在日本愛媛大學從事博士后研究工作。1988.7月到現在，一直在清華大學化學系工作，從事能源光催化、環境光催化及光催化健康方面的研究。承擔了國家973項目、863項目、國家自然科學基金重點、國家自然科學基金儀器專項，國際重點合作項目，區域創新聯合基金重點項目和面上項目等基礎研究課題，同時，還承擔了企業的有關吸附凈化材料、光催化材料及其在空氣和水環境凈化方面的應用課題。獲得教育部跨世紀優秀人才及國家自然科學基金委杰青年基金資助。獲得國家自然科學獎二等獎1項,教育部自然科學獎一等獎2項、二等獎1項，教育部科技進步獎二等獎和三等獎各1次。在Nature Energy, Nature Catalysis（2），Nature Communication（5），Agnew Chem（15），Chem.（3）, Advanced Materials（12），EES（3）EST（10）等刊物發表SCI論文603篇，高被引論文50余篇；論文總引57000余次，H因子為135。2014-至今，Elsevier高被引學者（化學），2018-至今，科睿唯安“全球高被引科學家”（化學），2021年度全球頂尖科學家排名第851位。學術兼職有Science for Energy and Environment（SEE）創刊主編，Green Carbon副主編；中國感光學會副理事長。
報告內容摘要：
構筑了PDINH有機超分子光催化劑，可見光活性可拓展到730 nm，其產氧性能達到34.6 umolg-1h-1。構筑的高度結晶的尿素-苝酰亞胺聚合物光催化劑，產氧性能提高了106.5倍，達到3.2 mmolg-1h-1。發現結晶度的提高不僅可以提升內徑電場，還可以降低復合中心，從而促進光電荷的遷移。咪唑熔鹽法制備的高結晶PDI超分子，其產氧性能達到40.6 mmolg-1h-1。構筑了四苯羧基卟啉的超分子光催化劑，實現了全光譜的產氫和產氧(40.8和36.1 μmolg-1h-1)活性和高效的降解污染物活性。發現了光催化活性隨分子偶極的增加而大幅增加的規律，并拓展到多個體系。通過卟啉超與鋅配位形成的超分子，可以把還原電位從-0.36 V提升到-1.01 V，產氫能力提升85倍，達到3.5 mmolg-1h-1。此外，可以通過分子內電子給體-受體（D-A）如苯磺基卟啉TPPS/C60-NH2光催化劑或D-A界面促進電荷遷移，提升其產氫性能。當苯磺基卟啉與C60構筑超分子DA體系，其產氫能力可以到33.00 mmolg-1h-1。基于前驅體分子的生色基團和助色基團以及分子偶極特性，設計合成了具有高產氫性能的四羧基苝和HOF超分子，其產氫性能分別達到120 mmolg-1h-1和1046 mmolg-1h-1。利用C3N4光催化劑的微觀結構，涉及制備了具有強產氫活性和強產氧活性的C3N4多相光催化劑，實現了高活性的產氫和產氧性能。通過尿素-苝酰亞胺聚合物高產氧性能光催化劑的耦合，實現化學計量比的全解水產氫產氧，STH達到0.3%。此外，還利用PDI前驅體，構筑了HOF結構的有機半導體光催化劑，通過多重氫鍵作用，降低了激子結合能到26 meV，促進了激子的近室溫全分離，實現了光催化全解水產氫，其太陽光轉換效率達到8.5%。此外，還利用有機半導體構筑了產雙氧水的光催化劑，通過空穴氧化過氧酸中間體及多巴胺降低了電子氧還原活化能，實現了雙途徑合成雙氧水，其SCC轉化效率可以達到2.7%。有機半導體光催化劑可以在可見光激發下還原二氧化碳高選擇性低產乙烷、乙烯和甲酸。
主辦單位：油氣藏地質及開發工程全國重點實驗室
新能源與材料學院/光伏新能源現代產業學院
四川省納米技術協會
四川省玄武巖纖維復合材料開發及應用工程技術研究中心
四川省頁巖氣高效開采先進材料制備技術工程研究中心
能量轉換與儲存先進材料四川省國際科技合作基地
氫能綠色制取與高效利用川渝重點實驗室
成都市科技青年聯合會材料能源專委會
科學技術發展研究院
