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材料院研究团队在《Angewandte Chemie International Edition》上发表研究成果

来源:材料院通讯员:杨泽宇摄影: 编辑:郑言审核:袭开国、孟国忠、徐勇浏览:时间:2025-01-27

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【乐动(中国)Ledong·官方网站,中心讯】近日,我校材料学院田丹教授团队与南开大学李柏延研究员合作在国际化学领域顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》(影响因子16.1)发表题为“Bioinspired Photo-Thermal Catalytic System using Covalent Organic Framework-based Aerogel for Synchronous Seawater Desalination and H2O2 Production”的研究论文(文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202421990)。我校博士研究生许亚宁为第一作者,田丹教授为第一通讯作者,我校为第一完成单位。该研究得到国家自然科学基金等项目资助。

高效利用太阳能是解决能源危机和减少对化石燃料依赖的重要办法。将光热转换和光化学转换结合起来,同时利用天然海水生产淡水和高价值化学品,不仅能解决全球能源危机,还能有效缓解淡水短缺问题,这在缺水地区尤为重要。然而,现有的光热-光催化系统存在太阳能利用效率低的问题,它们要么缺乏定向的微米级通道来增强对太阳光谱的吸收,加快反应物和水蒸气的传质,要么缺乏合理的分子设计来有效降低水的蒸发焓。因此,开发创新型光热-光催化结构至关重要,但仍面临巨大挑战。

我校田丹教授团队和合作者,针对上述问题提出了一种受绿色植物光合作用启发的人工太阳能转换器,它是由碳纳米管作为光收集器,COF基定向气凝胶作为定向反应器和运输器构建的。基于这种仿生结构,该太阳能转换器可以在自然光下从海水中同时生成淡水和过氧化氢,总的太阳能转化速率高达8047 kJ m-2 h-1。该工作为构建新型太阳能转换材料提供了一种新的设计方案。

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