近日,最新老虎机_娱乐老虎机¥游戏平台物理与光电工程学院教师吴浩怡博士在稀土原子光催化应用领域取得重要突破,相关研究成果以《Europium Single-Atoms on Titania Shift the Paradigm of Photocatalytic Pharmaceutical Removal》为题,发表于环境与能源催化领域顶级期刊《Applied Catalysis B: Energy and Environment》(中科院一区 Top 期刊,最新影响因子21.1)。论文通讯作者为吴浩怡博士和章伟教授,覃淑钰、吴浩怡、彭俊豪为共同第一作者。

光催化技术作为环境治理与能源转化的核心方向之一,传统TiO?基光催化剂的实际产业化应用长期受三大核心瓶颈制约:其一,光谱响应范围狭窄,难以充分利用可见光等清洁能源;其二,光生电子-空穴对复合率高,导致光量子效率低下;其三,固-液界面电荷迁移效率不足,限制了催化反应动力学进程。针对这些关键技术难题,研究团队创新性地提出在 TiO?基底上修饰铕(Eu)单原子的设计策略,构建出兼具高稳定性与高活性的吸附-催化一体化位点。

系统研究结果表明,铕单原子的引入在TiO?导带底部形成独特的掺杂能级,不仅显著拓宽了催化剂的光谱吸收范围(覆盖可见光区域),还强化了其对目标污染物的吸附能力。这一结构优化同步实现了光生电荷分离效率的提升与固-液界面电荷迁移阻力的降低,成功突破了传统TiO?光催化技术的三大核心瓶颈。结果显示,与纯TiO?相比,铕单原子修饰的TiO?催化剂在可见光照射下对医药及个人护理品(PPCPs)的降解效率提升27倍,紫外光条件下降解效率提升3.9倍,展现出优异的实际应用潜力。
该研究首次明确了稀土铕原子在光催化体系中的关键作用机制,为稀土元素在光催化领域的高效利用提供了全新思路,同时为新型高性能光催化剂的结构设计与性能优化提供了切实可行的技术方案,对推动光催化技术在环境治理等领域的产业化应用具有重要意义。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2025.126236
审核:陈辉
编辑:郑琼彬
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