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環(huán)境學院王傳義教授團隊在光熱催化領(lǐng)域發(fā)表系列重要綜述成果

2025年06月20日 09:21 文、圖/環(huán)境學院 崔永倩、章柯 點擊:[]

近期,我校環(huán)境科學與工程學院王傳義教授團隊在國際權(quán)威期刊《Advanced Functional Materials》(IF = 19)、《Journal of Energy Chemistry》(IF=14.9)、《ChemSusChem》(IF=6.6)等發(fā)表了系列高質(zhì)量綜述型SCI收錄期刊論文,2023級博士生崔永倩同學為第一作者,王傳義教授為通訊作者,陜西科技大學為第一單位和通訊單位。

系列成果一:隨著全球淡水需求的持續(xù)增長,相關(guān)問題引起了廣泛關(guān)注。光熱界面太陽能蒸汽產(chǎn)生(PISSG)作為一種前沿技術(shù),受到了越來越多的重視。在這一領(lǐng)域中,水凝膠因其出色的吸水能力、高效性能、環(huán)保特性以及優(yōu)良的界面性質(zhì),得到了廣泛應用。然而,現(xiàn)有的綜述文章多聚焦于光熱材料的設計以及降低蒸發(fā)焓的機制,對于不同基底材料、水凝膠的物理化學特性,以及PISSG過程中的熱力學分析探討較少,亟需進一步深入研究。王傳義教授團隊系統(tǒng)地綜述了基于水凝膠的光熱界面太陽能蒸汽發(fā)生技術(shù)的最新進展,介紹了多種水凝膠基材的開發(fā)情況及其對光熱界面太陽能蒸汽產(chǎn)生關(guān)鍵性能的影響,重點解析了其光熱轉(zhuǎn)換機制。同時,文章深入探討了界面蒸發(fā)過程中的熱力學與動力學問題。最后,結(jié)合實際應用案例,展望了未來基于水凝膠的PISSG技術(shù)的發(fā)展方向。

相關(guān)成果以“Advances in Hydrogel-Based Photothermal Interfacial Solar Steam Generation: Classifications, Mechanisms, and Applications”為題,發(fā)表在Advanced Functional Materials(IF = 19)上。

系列成果二:光熱催化是一種協(xié)同作用的過程,通過光催化與熱催化的聯(lián)合作用,促進催化反應的進行,有效彌補了單一光催化和熱催化的不足,實現(xiàn)了1+1>2的協(xié)同效應。盡管已有綜述對光熱催化的機制及其在特定領(lǐng)域的應用進行了總結(jié),但鮮有研究分析影響光熱催化活性的核心因素,或?qū)ζ鋺妙I(lǐng)域進行全面歸納。王傳義教授團隊全面探討光熱催化相較于單獨光催化和熱催化的優(yōu)勢,強調(diào)發(fā)展光熱催化技術(shù)的重要性。在闡明光熱催化基本機制的基礎上,從材料形貌、局域表面等離子體共振以及缺陷結(jié)構(gòu)三個角度,深入分析影響光熱催化活性的關(guān)鍵因素。隨后,文章總結(jié)了光熱催化在環(huán)境治理和能源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域的廣泛應用。最后,針對光熱催化技術(shù)面臨的挑戰(zhàn),提出未來的發(fā)展方向。本文旨在為光熱材料在環(huán)境治理和能源轉(zhuǎn)換中的應用提供新的視角和深刻理解。

相關(guān)成果以“Recent progress in photothermal-catalysis: The pivotal impact factors and various applications from energy to environment”為題,發(fā)表在Journal of Energy Chemistry(IF = 14.9)上。

系列成果三:過去幾十年來,溫室氣體二氧化碳排放量顯著增加,導致全球變暖和氣候變化問題日益嚴峻。將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有價值的化學品和燃料,成為解決其持續(xù)排放帶來環(huán)境問題的理想途徑。然而,由于C=O鍵具有極高的解離能,二氧化碳的轉(zhuǎn)化在熱力學和動力學上都面臨巨大挑戰(zhàn)。在這一背景下,光催化技術(shù)因其較傳統(tǒng)方法更高的效率,展現(xiàn)出在二氧化碳還原方面的巨大潛力。因此,研究者們致力于設計具備不對稱活性位點和氧空位的光催化劑,這些結(jié)構(gòu)能夠打破二氧化碳分子的電荷分布平衡,降低氫化反應的能壘,從而加速二氧化碳向化學品和燃料的轉(zhuǎn)化。王傳義教授團隊綜述了利用光催化技術(shù)實現(xiàn)二氧化碳加氫生成C1和C2產(chǎn)物的最新進展,重點分析了影響C2產(chǎn)物生成的關(guān)鍵因素和參數(shù)。此外,還總結(jié)了當前二氧化碳還原領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀,并展望了光催化二氧化碳轉(zhuǎn)化的未來發(fā)展方向。

相關(guān)成果以“Pivotal Impact Factors in Photocatalytic Reduction of CO2 to Value-Added C1 and C2 Products”為題,發(fā)表在ChemSusChem(IF = 6.6)上。

相關(guān)成果文章鏈接:

1 https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202509130

2. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095495625000099

3. https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cssc.202400551

(核稿:陳慶彩 編輯:劉倩)