杂原子掺杂多孔碳在压电催化中的潜力与应用
压电催化是一种由压电材料极化驱动的催化效应,因其绿色环保的特点,近年来在环境修复领域展现出巨大潜力。尽管已有包括ZnO、BiFeO3和BaTiO3在内的多种压电催化剂被报道,其催化性能仍难以满足实际应用需求。因此,开发高活性、低成本的压电催化剂用于能源转换和污染物治理,已成为当前能源与环境研究的重要方向之一。多孔碳材料因其大比表面积在催化领域备受关注,但由于缺乏原子极化,通常不具备压电特性。有研究表明,氮原子掺杂可显著提升石墨烯和碳纳米管等碳材料的压电性能,这一特性与异原子掺杂引起的电子不对称分布密切相关。然而,关于杂原子或团簇掺杂对多孔碳材料压电催化特性的影响研究仍较为稀少。本报告介绍了几种ZIF-8衍生的杂原子掺杂多孔碳基压电催化剂。这些材料在制氢和有机染料降解方面表现出优异的压电催化性能,为相关领域的应用提供了新思路。
姚伟峰,上海电力大学教授,主要从事能源催化和环境催化研究,担任Frontiers in Nanotechnology期刊Associate Editor,International Journal of Photoenergy期刊客座编辑,eScience期刊、稀有金属期刊青年编委,Advanced Powder Materials期刊青工委,主持承担国家自然科学基金、科技部外专计划、上海市基础研究重点、上海市纳米科技专项等科研项目10余项。在JACS、iScience、ACS Catalysis、Applied Catalysis B: Environment 等国内外学术期刊发表论文90余篇;授权美国专利1项,中国发明专利11项,参与撰写氢能和催化领域书籍3部;获上海市自然科学奖二等奖、上海市级教学成果奖一等奖、化学工业出版物图书奖一等奖,以及上海市东方学者特聘教授、曙光学者、青年科技启明星、日本JSPS特别研究员等人才计划和个人荣誉称号,入选材料领域全球前2%顶尖科学家“终身科学影响力排行榜”。