光热材料在太阳能海水脱盐中应用的研究进展
景欣欣, 王伟铎, 莫何苏, 谈朋, 陈志刚, 吴正颖, 孙林兵
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230371
用于海水脱盐的太阳能界面蒸发装置因其绿色环保、简单高效以及适用范围广等优点,受到了广泛关注。与传统的体积式蒸发装置不同,太阳能界面蒸发装置将太阳光的收集和蒸汽的产生锁定在空气-水的界面,无需从底部加热整体水来产生蒸汽,极大提高了能源利用效率。本文详细介绍了太阳能界面水蒸发装置的重要组成部分——光热材料的光热转换机理、材料种类以及材料的性能;探讨了高效海水净化太阳能蒸发装置的设计策略(增强光吸收、充足水供应、耐盐排盐等)。在此基础上,总结了基于界面蒸发中的太阳能蒸发装置的研究进展,展望了新型太阳能蒸发装置在海水净化领域的发展前景。
关键词: 太阳能, 光热材料, 界面蒸发, 高效蒸发策略, 海水净化
引入内建电场增强光载流子分离以促进H2的生产
孙培培, 张锦源, 宋艳华, 莫曌, 陈志刚, 许晖
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202311001
内建电场被认为是促进电荷迁移和分离,以提高光催化性能的有效驱动因素。本工作通过一步溶剂热法合成了间隙氯和取代氯共掺杂的一维纳米棒Mn0.2Cd0.8S (MCS)。间隙氯和取代氯的掺杂导致MCS纳米棒中的电荷分布不平衡,形成内建电场,有利于提高光生载流子动力学。通过密度泛函理论计算,本研究通过对电子结构、电荷分布和H2吸附/解吸平衡差异的研究,直观地描述了间隙氯和取代氯的掺杂对MCS活性的影响。有趣的是,MCS能带结构的调控主要源于间隙氯的贡献,而取代氯无贡献。同时,取代氯可以进一步促进间隙氯对MCS的H2吸附-脱附吉布斯自由能的优化。最终,0.9 Cl-MCS的H2吸附-脱附吉布斯自由能更有利于H2的产生(1.14 vs. 0.17 eV),光催化产H2活性提高了9倍。本研究为在双金属硫化物光催化剂中构建内建电场提供了有价值的途径。
关键词: 光催化, 产氢, 双金属硫化物, 内建电场, 吉布斯自由能

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